Сравнительный обзор систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Уменьшение эффективности работы, постоянное чувство слабости в теле, повышенная нервозность, регулярное желание вздремнуть зачастую являются результатом недостаточного воздухообмена. Однако эти проблемы поможет предупредить правильные вентиляция и кондиционирование.

Причем ограничиться только естественной системой не удастся — она обладает рядом недостатков. Предстоит подобрать оптимальный механический тип обмена и перемешивания воздуха, проанализировав плюсы и минусы каждого из способов.

Давайте попробуем вместе разобраться в том, как работают различные системы вентиляции и в каких случаях применяется та или иная разновидность.

Зачем необходима вентиляция?

Обновление воздуха позволяет предупредить заболевания сердечно-сосудистой и центральной нервной системы, повышенный уровень потливости, ухудшение внимания, хронические болезни у людей со слабым иммунитетом.

Стандартная вентиляционная система позволяет:

• уменьшить концентрацию пыли и других мелких частиц в воздухе;
• подобрать комфортную температуру для работы;
• вывести выхлопные газы и агрессивные компоненты, которые вызывают аллергию.

Конечно, можно и открыть форточки, но тогда в комнату попадет пыль и грязный воздух. А в холодное время суток увеличатся расходы за отопление. Также, на здоровье человека негативно влияют сквозняки.

Естественная система вентиляции не может в полной мере обеспечить проветриваемость помещения

Процесс кондиционирования воздуха

Даже в теплое время года проблематично осуществить простой обмен воздуха без применения специальных приборов. Поэтому целесообразно использовать дополнительное оборудование.

Летом воздух увлажненный и теплый. Кондиционирование обеспечит ему очистку и установление более низкой температуры. Например, подойдут сплит-системы, промышленные кондиционеры и чиллер-фанкойл.

Зато в холодное время года воздух морозный и менее влажный. Естественно, не забывайте о фильтрации. Однако еще нужно подогревать и увлажнять воздух, с чем успешно справляется калорифер, гарантируя повышение температуры до комфортного уровня.

Процесс этот часто обеспечивается за счет смешивания: холодные потоки сочетаются с теплыми. Воздух охлаждается в специальных камерах за счет попадания небольших капель воды.

Есть еще и помещения, которые требуют особого подхода к организации вентиляции. К примеру, в спортивных залах с бассейнами постоянно испаряется вода, повышая уровень влажности.

С бассейнов испаряется вода, которая конденсируется на стенах и потолке помещения. Правильная вентиляция позволяет предупредить чрезмерную влажность

Решить такие проблемы предназначены осушители. Недостаток последних — отсутствие вентиляции. Воздух остается в помещении, но уменьшается уровень влаги. Поэтому падает концентрация кислорода, что отрицательно сказывается на самочувствии людей.

Механический способ эвакуации воздуха

Естественная вентиляции часто не выполняет своих прямых функций. Поэтому актуальной становится потребность в использовании искусственной системы. Ее основное отличие заключается в том, что она работает с принуждением.

Механический тип вентилирования используют не только на промышленных производствах, но и в жилых помещениях. Его действие основано на работе электродвигателей, воздухонагревателей, вентиляторов и фильтров.

Ключевые преимущества искусственной системы перед естественной:

• Эффективность. Перенесение практические любых объемов воздуха на значительные расстояния в помещении.
• Независимость от погоды. Безупречное выполнение системой прямых функций в любое время года.
• Дополнительные возможности. Регулировка температуры и уровня влажности, очистка воздуха от пыли и других мелких частиц.

Механическая вентиляция делится на канальную и бесканальную. При первой воздух проходит по специальным удлиненным путям.

Эффективно использовать сочетание механической и естественной систем вентиляции

В бесканальных системах вентиляторы размещаются в особой конструкции. Они обеспечивают приток свежих воздушных масс.

В зависимости от типа механической вентиляции системы делятся на приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

Описание приточной системы

Основная задача этого типа вентиляции — обеспечивать подачу свежего воздуха в комнату. Чтобы оборудование могло оптимально выполнять свои функции, сложные модели оснащают дополнительными элементами, которые отвечают за очистку и увлажнение.

Основной недостаток — отсутствие возможности забора воздуха. Поэтому помещение не может на 100% наполниться обновленными воздушными массами.

Принцип действия и строение конструкции

Стандартная система включает в себя вентилятор, который крепится в фрамуге окна. Он обеспечивает приток свежего воздуха в помещении. В последнем повышается концентрация газов. Поэтому для отработанного воздуха не остается места и он покидает помещение через специальные вытяжные отверстия.

Ключевая составляющая системы — приточный вентилятор. Его основные параметры — мощность, эффективность подачи воздуха и давление в рабочей зоне. От длины и сложности каналов прямо зависят и требования к техническим характеристикам вентилятора.

Помимо этого прибора, система состоит из следующих элементов:

• решетки;
• клапаны;
• воздуховоды;
• распределители;
• фильтры;
• нагреватели.

Фильтры отвечают за устранение из воздуха, который прибывает, механических частиц: пыли, насекомых, мусора и др. Могут обеспечивать грубую, тонкую и очень тонкую очистку. В зависимости от особенностей работы, делятся на электростатичные, сухие и влажные.

Необходимо предупредить контакт воздушных каналов с посторонними предметами и влагой. Поэтому не обойтись без специального накрытия

Нагреватели или калориферы отвечают за повышение температуры входящего воздуха. Они бывают водяного и электрического типа. Первые работают на базе системы отопления дома. Источник питания вторых — электрическая сеть.

Что касается дополнительных элементов, то ими могут быть:

• элементы, уменьшающие уровень шума;
• осушители;
• рекуператоры;
• увлажнители;
• средства автоматизации работы системы;
• и прочие.

Приемник воздуха должен находится в чистом месте, которое защищено от попадания пыли. Вблизи этого конструктивного элемента должна размещаться приточная камера.

Где применяется такой способ?

Механический тип организации притока используется как для жилых, так для промышленных объектов. Отвечает за целое помещение или только за отдельную его часть, например, рабочее место на производстве. Обеспечивает попадание воздуха с оптимальной температурой.

А также создает специальные чистые зоны, даже если в других помещениях повышенный уровень токсичных веществ. Может сочетаться с вытяжной и естественной системами вентиляции.

Подробнее о том, как правильно обустроить приточную систему вентиляции читайте в этом материале.

Приточная система довольно компактная и практически бесшумна в работе. Отличается простотой монтажа и обслуживания

Характеристика вытяжной вентиляции

Вытяжная система — противоположность приточной. Ее задача — вывести загрязненный воздух из помещения. Существуют целостный и собирательный типы.

Строение и принцип работы

Вентиляция эвакуационного типа пользуется популярностью для обустройства квартир. Обеспечивает вывод отработанного или подогретого воздуха. Вытяжные решетки или клапаны для вентиляции размещаются обычно в верхней части помещения. Свежий воздух поступает через специальные разъемы непосредственно из внешней среды или через соседние помещения.

Система может размещаться на определенном расстоянии или полностью блокировать источник загрязнения. Если можно ограничить точку выделения токсичных веществ, тогда эффективной будет местная вентиляция, а если нет — общая.

Здесь ключевое место занимает вентилятор. Именно его мощность и определяет эффективность работы всей системы. Существуют вытяжные приборы низкого (скорость потока воздуха до 50 м/с), среднего — до 80 м/с и высокого давления (до 200 м/с).

Основные элементы этого типа вентиляции следующие:

1. Вытяжные шкафы. Отличаются наибольшей действенностью. Убирают чрезмерно влажный и теплый воздух, тяжелые газы и пыль.
2. Отсосы. Устраняют максимальное количество вредных веществ, забирая минимум воздуха. Не мешают работнику выполнять обязанности.
3. Вытяжные зонты. Предназначены для вывода веществ, которые поднимаются вверх. Есть типы, работа которых базируется на естественной или вынужденной тяге.
4. Вытяжные панели. Эффективны для вывода пыли и горячих вредных газов. Актуальны для рабочих мест, где происходит сварка деталей.
5. Бортовые отсосы. Используется при работе с большими или габаритными объектами, которые держатся вертикально с помощью металлических шнуров или других средств. Имеют небольшой диаметр (меньше 100 мм) и располагаются в стороне от объекта работы.

Вытяжная система предназначена прежде всего для эвакуации отработанного воздуха. Учитывая указанные выше конструктивные элементы, они эффективны для местной вентиляции.

Нюансы использования системы

Этот тип вытяжной вентиляции подходит для помещений с небольшим уровнем концентрации вредных веществ. При этом последние могут поступать на различных уровнях, целостным и отдельными потоками.

Целостный тип менее шумный в работе благодаря особенности конструкции, в частности, корпуса

Эта система актуальна для складов, супермаркетов, спортивных объектов, оздоровительных учреждений и жилых помещений. Используется в производственных помещениях, где нельзя избежать выделения токсичных веществ. Оптимально сочетается с естественной и приточной вентиляцией. Может действовать как локально, так и обеспечивать общий вывод отработанных масс.

При выборе нужно проанализировать особенности выходящего воздуха. Если последний содержит много агрессивных веществ, тогда целесообразно остановится на варианте с антикоррозийным покрытием.

Суть приточно-вытяжной вентиляции

Этот тип обновления воздушных масс в помещении считается одним из самых оптимальных. Он позволяет совместить преимущества приточной и вытяжной систем.

Ключевое задание при проектировании — сбалансировать объемы входящего и удаляемого воздуха. Если преобладает первый, тогда в помещении повышается давление за счет высокой концентрации газов, при увеличении количества эвакуируемого воздуха — уменьшается.

Приточно-вытяжная система используется как в жилых, так и в промышленных помещениях

Приточно-вытяжная вентиляция имеет две разновидности. Первая — перемешивание, когда чистый воздух через особые конструктивные элементы попадает в помещение, смешивается с имеющимися газами и выходит через специальные клапаны.

Другой тип — вентиляция тиснением. Установка системы происходит на уровне пола. Здесь работают элементарные законы физики — отработанный воздух имеет высокую температуру, поэтому вытесняется газами, которые поступают. Он выходит через решетки, расположенные на потолке помещения.

А вот свежий воздух попадает в нижнюю часть помещения, где медленно перемещается. Поэтому в рабочей зоне, в той части помещения, где непосредственно находятся жильцы, создаются комфортные условия для отдыха и работы.

Чтобы вентиляция вытеснением была эффективной, нужно чтобы свежий воздух имел более низкую температуру, чем уже находящийся в здании. Для жилых помещений разница составляет 1-3 °С, для заводов, фабрик и других объектов со специальными требованиями — 1-5 °С.

Нужно следить за температурой входящего воздуха и имеющегося в помещении. При несоблюдении указанных выше диапазонов возникнет конвекция

Этот тип вентиляции имеет как преимущества, так и недостатки. К плюсам относят возможность использования в промышленных зданиях, для которых характерно выделение токсичных веществ и повышенные температуры, и высокую эффективность работы.

Зато к недостаткам относят следующее:

• потребность в относительно больших площадях для приточных диффузоров;
• увеличение прилегающей территории;
• уменьшение действенности системы в результате попадания лишних предметов в приточные диффузоры;
• повышение вертикального температурного градиента.

Последний — это разница между температурами газа в рабочей зоне и под потолком.

Если хотите остановить выбор на системе вентиляции и кондиционирования воздуха вытеснением, тогда проанализируйте размещение и мощность отопительного оборудования. Эти характеристики сказываются на сочетании воздушных потоков в комнате.

Например, входящий воздух, который должен попасть непосредственно в рабочую зону, может блокироваться теплыми газами от батарей или обогревателей. В результате получается вентиляция не вытеснением, а перемешиванием.

Процесс перемешивания предусматривает попадание воздуха в помещение одним или несколькими путями. Зато отработанные газы выходят одним потоком.

В рабочей зоне скорость выходящего воздуха на треть меньше аналогичного показателя входного

Ключевой параметр вентиляции смешивания — эжекция. Это сочетание любого рода сред, когда одна из них влияет и направляет другую. В конкретном случае это возможность диффузоров гармонично сочетать струи воздуха.

Эжекция определяет особенности системы вентиляции. Например, перемешивание обеспечивается диффузорами струйного типа с большим значением показателя. А для вытеснения характерны устройства с маленьким показателем инжекции.

Чтобы минимизировать количество сквозняков в случае отклонения разницы между температурами входящего и воздуха в помещении от нормы, диффузоры должны иметь большой показатель.

А также важны скорость движения воздушных масс и температура воздуха. Для обеспечения максимального комфорта нужно, чтобы газы перемещались не быстрее 0,18 м/с и имели температуру от 20 до 22 °C.

Скорость перемещения воздуха зависит от геометрии и назначения помещения, температуры в рабочей зоне и интерьера

Особенно опасным для здоровья и самочувствия человека является превышение первого и снижение второго показателя. Тогда в помещении сложно просто находиться, не говоря уже о какой-либо продуктивной деятельности.

Проектируя вентиляцию, нужно учитывать влияние физических препятствий. К последним относятся размещенные на потолке светильники, ярусы, перекрытия, колонны и др.

В большинстве случаев поток входящего воздуха может обойти препятствие, ширина которого — 1/50 высоты потолка

Аудитории — нестандартные помещения, которые отличаются значительной рабочей зоной, большим количеством слушателей и высоким потолком. Соответственно и подход к вентилированию достаточно специфичен.

Популярным способом является подача свежего воздуха непосредственно под сидячие места слушателей. Считается, что входящие газы будут разогреваться, подниматься к потолку и выводиться из помещения.

Однако практика показывает, что такой подход неправильный — газы ведут себя так же, как и жидкости. Сначала воздух собирается в нижней части аудитории и только после этого поднимается.

Рациональное размещение диффузора — во фронтальные части учебного класса или аудитории

Даже аргументированные расчеты и компьютерное моделирование не гарантируют максимально точного прогноза направления перемещения воздуха. Однако необходимо учитывать количество и расположение диффузоров относительно друг друга, размещение нагревательных элементов, препятствия и другие факторы.

Большинство исследований относительно расположения диффузоров доказывают, что вентиляция перемешиванием заслуживает на произвольную оценку. Например, действенным является размещение отверстий для вывода воздуха у входа в помещение со стороны задних парт.

Но если расположить отводы в других частях аудитории, тогда в большинстве случаев не удастся получить желаемый эффект. А правильный обмен позволяет предупредить образование полосы теплого и отработанного воздуха.

Рекомендуем также прочесть другую статью, где мы более подробно описали принцип работы приточно-вытяжной вентиляции. Подробнее — переходите по ссылке.

Как работает местная вентиляция?

Если воздух целенаправленно попадает в определенные зоны помещения или выводится оттуда, тогда такая вентиляция квалифицируется, как местная. Последняя делится на приточную и вытяжную.

Местная приточная вентиляция требует гораздо меньших затрат при условии применения, чем общая. Пользуется популярностью в производственных помещениях, требующих быстрого обновления газов. Позволяет уменьшить влагу и температуру.

В большинстве случаев происходит сочетание местной и общей вентиляции, когда один тип дополняется другим

Местная вытяжная конструкция также используется в промышленности. Актуальна для выведения токсических веществ, уменьшения температуры в определенной небольшой части помещения. Более подробно о вентиляции производственных помещений мы рассказали в этой статье.

Позволяет предупредить последствия упомянутых и других негативных факторов. Положительно сказывается на комфорте работы сотрудников, поскольку вредные вещества покидают помещение практически сразу после образования.

Если работы, связанные с выделением токсичных веществ, осуществляются на всей или большей территории помещения, тогда местная вентиляция не будет эффективной. Однако ее все же целесообразно использовать напротив мест с наибольшими выбросами.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик о местной вентиляции в помещении с технологическим оборудованием:

Видео поясняет особенности и актуальность проектирования системы вентиляции, ее варианты оборудования и нюансы монтажа:

Особенности работы стандартной системы вентиляции демонстрирует видеоролик:

Каждая из систем вентиляции имеет свои особенности. При выборе нужно учесть множество факторов: от специфики использования помещения до наличия препятствий для воздушного потока. Однако тщательный подход позволит остановиться на оптимальной системе вентиляции.

После изучения материала остались вопросы по теме статьи? Или вы можете дополнить вышеизложенное ценными сведениями? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в блоке под статьей.