Схемы и сетевое оборудование систем вентиляции воздуха

Вентиляция осуществляется совокупностью мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП, называемая системой вентиляции воздуха (далее – СВВ).

Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удалённых местной и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных санитарно-гигиенических норм и свободного дыхания человека в обслуживаемой(рабочей) зоне. Любая система вентиляции воздуха(СВВ) характеризуется по 4 признакам:

• назначению;
• зоне обслуживания;
• конструктивному исполнению;
• способу перемешивания воздуха;

Системы вентиляции включают группы самого разнообразного оборудования: прежде всего, это вентиляторы, вентиляторные агрегаты или вентиляционные установки. Среди дополнительного оборудования шумоглушители, воздушные фильтры, электрические водяные нагреватели, более полный перечень оборудования по типам и назначению изложен в публикации “Классификация СВиК воздуха“ файл pdf.

Основное оборудование системы вентиляции воздуха (СВВ) и его особенности

Вентиляторы:

• При установки вентилятора в вентиляционную сеть, рекомендуется предусматривать прямые участки стабилизации воздушного потока с обеих сторон от вентилятора, для уменьшения аэродинамических потерь (аэродинамического шума), связанных с турбулизацией потока.
• Минимальные длины стабилизирующих участков составляет 1,5 диаметра колеса вентилятора на всасывании и 3 диаметра колеса вентилятора на нагнетании.
• Шум у одного и того же вентилятора больше при уменьшении его КПД, для увеличения КПД вентилятора, необходимо периодически очищать его от пыли и грязи.
• Типоразмер (номер) вентилятора определяют из каталога таким образом, чтобы заданным значениям L – расхода(подачи) воздуха и полного давления Р воздуха соответствовал максимальный КПД вентилятора (но не ниже 0,9 максимального).
• Канальные вентиляторы (внутриканальные фэнкойлы подпора- охлаждения приточного подготовленного воздуха, поступающего из центральных кондиционеров) с его компактностью обеспечивают значительные расходы воздуха (до 14000 м3/ч).
• Общее(полное) давление, создаваемое вентилятором, представляет собой сумму статического и динамического давления и должно соответствовать общим потерям напора на пути движения воздуха.

Сумма всех потерь напора должна соответствовать статическому давлению, действующему на входе вентилятора (при расчетах сумму потерь напора умножают на коэффициент 1,2 (т.е добавка равна 20% на неучтённые местные сопротивления).

Вентиляционные установки:

На рисунке представлены вентиляционные установки различного типа конструктивного исполнения и способу перемешивания воздуха. Для подбора вентустановок используются:

• производительность по воздуху(м³/ч);
• мощность подогревателя(кВт);
• напор или внешнее статическое давление(кПа);
• уровень шума(Дб).

1. Вытяжные установки, предназначенные для создания баланса расходов поступающего и удаляемого из помещения воздуха и могут быть представлены:

• автономными осевыми вентиляторами, устанавливаемыми непосредственно в стене;
• крышными вентиляторами, устанавливаемыми на кровле;
• центробежными вентиляторами, устанавливаемыми на кронштейнах в стене или на кровле на металлических конструкциях;
• канальными вентиляторами в корпусе в форме обечайки или коробчатом корпусе, устанавливаемыми в сети воздуховодов;
• вытяжные вентиляционные установки, имеющих несколько секций (рекуперации, фильтров, вентиляторной и т.п) с элементами автоматики и собранными в едином корпусе.

2. Приточные установки можно разделить на несколько типов:
а) по типу нагревателя:

• с электрическим калорифером;
• с водяным калорифером.

б) по расходу воздуха:

• мини-приточные до 200-3000 м³/ч;
• центральные приточные установки более 3000 м³/ч.

3. Приточно-вытяжные установки – современные системы приточно-вытяжной вентиляции для всех
типов зданий и сооружений считаются наиболее эффективными не только с санитарно-гигиенической,
но и с экономической точки зрения, так как позволяют существенно снизить затраты на отопление при
использовании утилизации(статическую и термодинамическую рекуперацию) тепла – то есть 
использование энергии воздуха, забираемого из помещений, для предварительного подогрева (в холодный и переходный периоды года) или охлаждения приточного воздуха (в тёплый период года).

На Рис. 1, 2, 3 -показаны фрагменты приточно-вытяжных вентиляционных установок (различных компоновок центральных кондиционеров), которые содержат: воздухо-воздушный теплообменник(теплоутилизатор); приточный и вытяжной вентиляторы; воздушные фильтры и водяной воздухонагреватель и охладитель, работающие на смеси наружного и рециркуляционного воздуха: смотри Рис. 2 и 3.

4. Крышные рециркуляционные агрегаты 

Агрегаты DHV предназначены для воздушного отопления, а агрегаты DKV – для воздушного отопления и охлаждения в режиме рециркуляции помещений высотой до 18 м. Обе модели представлены 3 типоразмерами с расходом воздуха 6000, 9000 и 10000 куб.м/час. Для каждого типоразмера возможно использование 3-х типов батарей водяных теплообменников.
Агрегат управляется посредством контроллера TempTronic, поддерживающего требуемую температуру в помещении, и контроллера VarioTronic, автономно управляющего воздухораспределением.

5. Крышные приточно-вытяжные установки 

Крышные агрегаты предназначены для формирования мультизонального микроклимата в помещениях с высокими потолками. Это идеальное техническое решение для крупных промышленных цехов, складов, супермаркетов, спортивных центров, выставочных комплексов и других объектов, где невозможно или нежелательно прокладывать воздуховоды.
Агрегаты децентрализованной установки монтируются под потолком или в кровле, при этом каждый моноблок обслуживает определенный участок помещения. Основные преимущества такого технического решения:
• Распределение воздуха сверху вниз исключает аккумуляцию тепла в верхней зоне и обеспечивает минимальные тепловые потери через крышу.
• Отсутствие воздуховодов снимает проблему их загрязнения.
• Принцип децентрализации гарантирует высокую надежность системы, простоту ее перекомпоновки или наращивания при изменении рабочих условий.

Особенности ТО вентиляционных установок

При запуске установки:

• уточнить, что все водяные клапаны открыты и вода циркулирует в трубопроводе;
• включить циркуляционный насос настоящей установки и включить принудительные вытяжные вентиляторы( если цирк.насос и вытяжной вентилятор не находятся в принудительном подключении с приточной
  установкой);
• проверить, что регулирующие устройства работают, и настроить в случае надобности необходимые значения;
• если в установке есть охлаждение или увлажнение, проверить, что холодильная машина(далее-ХМ) включена и включить увлажнение(особенно важно в холодный период года). Включить вентустановку …

Возможные неисправности, если установка остановилась и поступил сигнал тревоги:

• сработал датчик защиты от замораживания воды в теплообменнике по температуре обратной воды(уставка 8÷10°С) ;
• сработал датчик защиты от замораживания воды в теплообменнике по приточному воздуху(уставка 6÷8°С);
• сработало защитное реле насоса;
• перегрузка двигателя вентилятора.

Действия, выяснить причину неисправности, отремонтировать, квитировать теплореле или датчик замораживания и снова включить вентустановку.

Примечание:

• Приточно-вытяжные установки, оборудованные преобразователями частоты предназначенных для управления скоростью вращения вентилятора, позволяют регулировать параметры приточного и вытяжного воздуха в широком диапазоне, сохраняя при этом допустимые параметры микроклимата помещений. Команду управления можно дать нажимая функциональную клавиатуру. По желанию, можно с помощью преобразователя частоты, держать давление воздуха в приточных каналах постоянным от датчика перепада давления воздуха.
• При организации вентиляции следует иметь в виду, что часть приточного воздуха, предназначенного для данного помещения, допускается подавать в коридоры или смежные помещения, но не более 50% количества воздуха предназначенного для обслуживаемого помещения.

Дополнительное сетевое оборудования СКВ и его особенности

Воздушные фильтры – используются для защиты системы вентиляции в целом от попадания частиц пыли и прочих примесей, предохранения внутренней отделки зданий от загрязнений, а также для поддержания заданной, в соответствии с технологическими требованиями, чистоты воздуха. По эффективности действия (фильтрующей способности) воздушные фильтры подразделяются на 3 класса:

1. грубой очистки (улавливают частицы размером более 10 мкм),
2. тонкой очистки (диаметр улавливаемых частиц более 1 мкм),
3. «абсолютные» НЕРА-фильтры.

Также иногда в отдельный класс выделяют фильтры сверхвысокой очистки(ULPA). Срок службы воздушных фильтров зависит от множества факторов: места расположения воздухозабора, времени года, розы ветров и других. Выход из строя фильтров грубой и, тем более, тонкой очистки:

• опасен попаданием в воздушный поток болезнетворных бактерий, вирусов и грибных спор, которые накапливаются на фильтрах в течении всего срока работы;
• уменьшает эффективную площадь теплообменников (снижая КПД процесса теплообмена до 30%);
• оседание пыли в воздуховодах и хлопьями выбрасывается из потолочных решеток(диффузоров), а чистка воздуховодов стоит недешево;
• снижает чистоту воздуха поступающего в помещения.

Рекомендуемые параметры конечного и предельного (в скобках) сопротивления фильтра, после которого происходит разрушение фильтра и  вынос грязи с его поверхности в воздуховоды представлены в таблице:

Тип фильтра	Конечное сопротивление фильтра, Па
Грубая очистка →панельные(ФВП из стекловолокна)	130
Грубая очистка →панельные(ФВП из полиэстера), кассетные (ФВКас)	250
Грубая очистка →карманные (ФВК)	250(140)
Тонкая очистка →карманные (ФВК)	450(240)
Тонкая очистка →компактные (ФВКомп)	600

Как показывает опыт эксплуатации воздушных фильтров, в условиях г. Москвы рекомендуется менять фильтры по следующему графику:

• панельные и кассетные фильтры> ежемесячно летом, 1 раз в 2÷3 месяца зимой(на приточной в/у);
• карманные фильтры грубой очистки :> 1÷2 раза в год (на вытяжной в/у); > 3÷4 раза в год (на приточной в/у);
• карманные фильтры тонкой очистки> 2÷3 раза в год;
• компактные фильтры  > 2 раза в год;
• воздушные фильтры фэнкойлов: >3÷4 раза в год(при круглогодичном режиме работы в обычном офисном помещении); > ежемесячно(при круглогодичном режиме работы в загрязненном помещении).

Регулярный контроль состояния СВВ и своевременная замена фильтров позволяет снизить эксплуатационные расходы за счет:

• уменьшение затрат на электроэнергию (снижение скорости вращения вентиляторов при наличии частотных преобразователей в не рабочее время);
• сокращения аварийного запаса фильтров (унификация используемых фильтров);
• увеличение срока службы фильтров (снижение рабочего давления – гарантия безаварийности);
• снижения расходов на уборку здания и чистку СВиК воздуха.

Ремонтопригодность воздушных фильтров:

• Кассетный фильтр очистки является сменным элементом и не подлежит регенерации. Для фильтров класса G4 возможна очистка путем выбивания (высасывания). Проводить такую очистку не более 2-х раз в течение срока службы фильтра.
• Панельный фильтр грубой очистки может быть успешно регенерирован. Конструкция фильтра позволяет легко менять фильтрующий материал (в случае стекло- и синтетического волокна) или почти полностью его регенерировать при помощи промывки (теплой водой с использованием поверхностно активных веществ, например, 10% каустической соды) и продувки сжатым воздухом. Критерием полной замены служит высокий уровень  начального аэродинамического сопротивления на фильтре.
• Компактный фильтр является сменным элементом  и не подлежит регенерации.
• Карманный фильтр тонкой очистки является сменным элементом  и не подлежит регенерации.

Однако, для фильтров класса G4 возможна очистка путем выбивания (высасывания). Необходимо помнить, что проводить ее можно не более 3-х раз и каждая такая очистка снижает срок службы фильтра примерно в 2 раза. Фильтры абсолютной очистки являются сменным элементом  и не подлежат регенерации.

Воздуховоды (или каналы) – монтируются под потолком коридоров(помещений) и в шахтах с кирпичной кладкой. Воздуховоды охладительной системы с теплоизоляцией. При воздуховодах имеются регулирующие клапана (типа SP или ДК), которые соответствуют действительному (расчётному)потоку воздуха. Трогать(типа SP–регулирующие диафрагмы, предназначенные для однократной настройки расхода воздуха при пусконаладочных работах) категорически запрещено, т.е. изменять значения. В воздуховодах имеется много огнезадерживающих клапанов (далее-ОЗК) на стенах и потолках. При срабатывании, которых необходимо открыть подвесной потолок и снова настроить клапан на открытое положение (контроль по мнемознакам на компьютере – если ОЗК оборудованы микроконтактом) или если воздух не подаётся в какое – то помещение, или нет вытяжки, при необходимости надо поменять фиксирующий предохранитель (термическая плавкая вставка, на которой указывается температура срабатывания).                         

Воздухораспределители(ВР) – предназначены для подачи и удаления воздуха в жилых, административных, общественных и производственных помещениях. По назначению и конструкции ВР бывают следующих типов:

1. Вентиляционные решетки:

• поворотными жалюзи;
• с фиксированными жалюзи;
• с камерами статического давления(далее – КСД) ;
• генератор комфорта( периодические колебания температуры и скорости воздуха в приточных струях);
• щелевые(без и с КСД);
• сотовые;
• перфорированные;
• напольные, наружные, переточные и инерционные.

2. Диффузоры:

• прямоугольные (четырёх,-трёх,-двух,-одно-сторонние) без и с КСД;
• четырёхсторонние перфорированные и сотовые;
• диффузоры круглые (универсальные, веерные, вихревые и сопловые);
• Панельные ВР (перфорированные, веерные, турбулизирующие, вихревые и сопловые);

3.  Низкоскоростные ВР.

Шумоглушители – установка в систему вентиляции(кондиционирования) шумоглушителей является одной из эффективных мер по снижению аэродинамического шума в воздушном потоке. Шумоглушители бывают двух типов: пластинчатые и трубчатые. Главная их особенность наличие развёрнутых поверхностей, облицованных звукопоглощающим материалом(между двумя слоями металлического перфорированного листа), имеющих  противоабразивную (для снижения потерь напора из-за трения)обработку или покрыты тонким пластиком(0,8-1,0 мм). Трубчатые шумоглушители применяются на воздуховодах диаметром до 500 мм. Величина понижения шума при равных скоростях воздуха зависит от:

• длины самого шумоглушителя (стандарт 600,900,1200);
• толщины и местоположения звукопоглощающих слоёв.

 Допускаемая по условиям шумообразования- скорость воздуха в шумоглушителе составляет 4-12 м/с:

Допускаемый уровень звука в помещении, дБ	30	40	50	55
Допустимая скорость воздуха, м/с	4	6	8	10

 

Примечание: Необходимость установки шумоглушителя в вентиляционной системе должна быть подтверждена специальным акустическим расчётом.                                                                       Воздухонагреватели (теплообменники или калориферы) – используются в системах воздушного отопления, вентиляционных установках и воздушно-тепловых завесах. В воздухонагревателях в качестве теплоносителя может применяться вода с температурой 95-70° С и 130-70° С, пар и этиленгликолевые растворы. Запылённость воздуха поступающего на  теплообменники не должна превышать 0,5 мг/м³. В калориферных установках(теплообменниках), присоединяемых к водяным сетям, должен осуществляться противоток сетевой воды по отношению к воздушному потоку.

Запорные и регулирующие устройства(клапана) – их разделяют по признакам:

• по способу регулирования воздушного потока – на устройства с поворотными створками(дроссельного типа), диафрагмы и шибера;
• по назначению – на проходные, смесительные, разделительные;
• по характеру действия – на двухпозиционные(запорные) и регулирующие;
• по конструкции створок – на неизолированные(холодные) и изолированные(утеплённые).

Особенности ТО запорных и регулирующих устройств: 

1. При установке приёмного воздушного клапана, совмещённого с воздухоприёмной решеткой наружного воздуха, возникает опасность обмерзания (зимой) с последующим заклиниванием створок;

2. Регулирующие воздушные клапана устанавливаются на ответвлениях  воздуховодов вентиляционных систем общего назначения, которые требуют выключения или регулирования воздуха в процессе эксплуатации СВиК воздуха, а именно:

• перед всеми воздухораспределительными или воздухоприёмными устройствами, которые не имеют в своей конструкции регулирующих устройств (наиболее важно их установка для помещений с большим количеством людей);
• у всех местных отсосов;
• на ответвлениях.

3. Обратные клапаны(лепестковые) служат для пропуска воздуха в одном направлении и изготавливаются в двух наиболее простых модификациях:

• типа «бабочки»;
• типа «инерционной решетки».

Основной характеристикой обратных клапанов является максимально возможная (не более 12 м/с) скорость воздуха.

4. Воздухораспределители и устройства воздухоудаления:

• перфорированные воздухораспределители преимущественно используют  помещениях с малой высоты, так как позволяют обеспечить небольшие скорости в рабочей зоне при большой кратности воздухообмена;
• насадки для подачи воздуха в рабочую зону представляет собой класс низкоскоростных (менее 0,2м/с), воздухораспределителей для создания малотурбулентного потока и применяются в схемах воздухораспределения типа «displacement ventiiation»(вентиляция  вытеснением-UFAD-система).

Справочный материал по техническому обслуживанию и диагностики СВВ изложен в приложениях  “Методического пособия по техническому обслуживанию систем вентиляции и кондиционирования воздуха зданий”, которое будет представлено по желанию! 

По теме:

Классификация систем ОВК помещений