Tulo- ja poistoilmanvaihto: toimintaperiaate ja suunnitteluominaisuudet

Huoneessa, joka on täynnä raitista ilmaa, voit hengittää helpommin, työskennellä tuottavammin ja nukkua paremmin.Mutta ikkunan avaaminen tuuletusta varten 2-3 tunnin välein on ongelmallista, oletko samaa mieltä? Varsinkin öisin, kun kaikki perheenjäsenet nukkuvat sikeästi.

Yksi automatisoiduista ratkaisuista tähän tehtävään on huoneen tulo- ja poistoilmanvaihto (PVV). Mutta miten se tehdään oikein? Autamme sinua tutkimaan toimintaperiaatetta ja ymmärtämään järjestelyn ominaisuuksia.

Artikkelissamme käsitellään syöttö- ja pakojärjestelmän osia, niiden laskentasääntöjä ja ilmanvaihtostandardeja erityyppisissä huoneissa.

Tarjolla on ilmanvaihdon järjestelykaavioita, valokuvia, jotka kuvaavat järjestelmän yksittäisiä elementtejä, ja hyödyllisiä videosuosituksia ilmanvaihtojärjestelmän asentamiseksi yksityiseen kotiin omin käsin.

Mikä on ilmanvaihto?

Kuinka usein tuuletamme huonetta? Vastauksen tulee olla mahdollisimman rehellinen: 1-2 kertaa päivässä, jos muistat avata ikkunan. Ja kuinka monta kertaa yöllä? Retorinen kysymys.

Terveys- ja hygieniastandardien mukaan kokonaisilmamassa huoneessa, jossa on jatkuvasti ihmisiä, on uusittava täysin 2 tunnin välein.

Perinteisellä ilmanvaihdolla tarkoitetaan ilmamassojen vaihtoa suljetun tilan ja ympäristön välillä. Tämä molekyylikineettinen prosessi tarjoaa mahdollisuuden poistaa ylimääräistä lämpöä ja kosteutta suodatusjärjestelmän avulla.

Ilmanvaihto varmistaa myös, että huoneilma täyttää saniteetti- ja hygieniavaatimukset, mikä asettaa omat teknologiset rajoituksensa tämän prosessin synnyttäville laitteille.

Ilmanvaihtoosajärjestelmä on joukko teknisiä laitteita ja mekanismeja ilman ottoa, poistoa, liikkumista ja puhdistamista varten. Se on osa kattavaa tilojen ja rakennusten viestintäjärjestelmää.

Suosittelemme olemaan vertailematta käsitteitä ilmanvaihto ja ilmastointi – hyvin samankaltaisia ​​luokkia, joissa on useita eroja.

1. Pääidea. Ilmastointi varmistaa tiettyjen ilman parametrien, nimittäin lämpötilan, kosteuden, hiukkasionisaatioasteen ja vastaavien, säilymisen suljetussa tilassa. Ilmanvaihto korvaa hallitusti koko ilmamäärän tulo- ja poistoaukolla.
2. Pääominaisuus. Ilmastointijärjestelmä toimii huoneessa olevan ilman kanssa ja itse raitisilma voi puuttua kokonaan. Ilmanvaihtojärjestelmä toimii aina suljetun tilan ja ympäristön rajalla vaihdon kautta.
3. Keinot ja menetelmät. Toisin kuin ilmanvaihto yksinkertaistetussa muodossa, ilmastointi on useiden lohkojen modulaarinen järjestelmä, joka käsittelee pienen osan ilmasta ja ylläpitää siten saniteetti- ja hygieniaparametrit määritellyllä alueella.

Järjestelmä ilmanvaihto talossa voidaan laajentaa mihin tahansa tarvittavaan mittakaavaan ja mahdollistaa huoneen hätätilanteessa melko nopean koko ilmamassan vaihdon. Mitä tapahtuu tehokkaiden puhaltimien, lämmittimien, suodattimien ja kattavan putkiston avulla.

Saatat olla kiinnostunut tiedoista ilmanvaihtoputken järjestämisestä muovisista ilmakanavista, joista keskustellaan toinen artikkelimme.

Päätehtävän lisäksi ilmanvaihtojärjestelmät voivat olla osa teollisuustyylistä sisustusta, jota käytetään toimisto- ja liiketiloihin, viihdepaikkoihin

On olemassa useita ilmanvaihtoluokkia, jotka voidaan jakaa paineenmuodostustavan, jakelun, arkkitehtuurin ja käyttötarkoituksen mukaan.

Keinotekoinen ilman ruiskutus järjestelmään suoritetaan ruiskutusyksiköillä - puhaltimilla, puhaltimilla. Lisäämällä painetta putkistossa on mahdollista siirtää kaasu-ilmaseosta pitkiä matkoja ja merkittäviä määriä.

Tämä on tyypillistä teollisuuslaitoksille, tuotantotilat ja julkiset tilat, joissa on keskusilmanvaihtojärjestelmä.

Ilmanpaineen muodostuminen järjestelmässä voi olla useita tyyppejä: keinotekoinen, luonnollinen tai yhdistetty. Usein käytetään yhdistelmämenetelmää

Paikallisia (paikallisia) ja keskusilmanvaihtojärjestelmiä harkitaan. Paikalliset ilmanvaihtojärjestelmät ovat "piste", kapeasti kohdennettuja ratkaisuja tiettyihin tiloihin, joissa tiukka standardien noudattaminen on välttämätöntä.

Keskusilmanvaihto tarjoaa mahdollisuuden luoda säännöllinen ilmanvaihto huomattavalle määrälle samaan tarkoitukseen tarkoitettuja huoneita.

Ja viimeinen järjestelmäluokka: syöttö, poisto ja yhdistetty. Tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmät tarjoavat samanaikaisen ilman tulon ja poiston tilaan. Tämä on yleisin ilmanvaihtojärjestelmien alaryhmä.

Tällaiset mallit mahdollistavat helpon skaalauksen ja huollon monenlaisiin teollisuus-, toimisto- ja asuintiloihin.

Ilmanvaihtojärjestelmän fyysinen perusta

Tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmä on monitoiminen kompleksi kaasu-ilmaseoksen erittäin nopeaan käsittelyyn. Vaikka tämä on pakotettu kaasunkuljetusjärjestelmä, se perustuu täysin ymmärrettäviin fysikaalisiin prosesseihin.

Ilmavirtojen luonnollisen konvektion vaikutuksen luomiseksi lämmönlähteet sijoitetaan mahdollisimman alas ja poistoelementit sijoitetaan kattoon tai sen alle

Itse sana "tuuletus" liittyy läheisesti konvektion käsitteeseen. Se on yksi avainelementeistä ilmamassojen liikkeessä.

Konvektio on ilmiö lämpöenergian kiertämisestä kylmän ja lämpimän kaasuvirran välillä. On luonnollista ja pakotettua konvektiota.

Hieman koulufysiikkaa ymmärtääksesi mitä tapahtuu. Huoneen lämpötila määräytyy ilman lämpötilan mukaan. Molekyylit ovat lämpöenergian kantajia.

Ilma on monimolekyylinen kaasuseos, joka koostuu typestä (78 %), hapesta (21 %) ja muista epäpuhtauksista (1 %).

Kun olemme suljetussa tilassa (huoneessa), meillä on lämpötilan epähomogeenisuus suhteessa korkeuteen. Tämä johtuu molekyylien pitoisuuden heterogeenisyydestä.

Kun otetaan huomioon kaasun paineen tasaisuus suljetussa tilassa (huoneessa), molekyylikineettisen teorian perusyhtälön mukaan: paine on verrannollinen molekyylien pitoisuuden ja niiden keskilämpötilan tuloon.

Jos paine on sama kaikkialla, niin molekyylien pitoisuuden ja huoneen yläosan lämpötilan tulo vastaa samaa pitoisuuden ja lämpötilan tuotetta:

p=nkT, n_alkuun*T_alkuun=n_pohja*T_pohja, n_alkuun/n_pohja=T_pohja/T_alkuun

Mitä matalampi lämpötila, sitä suurempi on molekyylien pitoisuus ja siten kaasun kokonaismassa. Tästä syystä he sanovat, että lämmin ilma on "kevyempi" ja kylmä ilma "raskaampi".

Asianmukainen ilmanvaihto yhdistettynä konvektiovaikutukseen voi säilyttää asetetun lämpötilan ja kosteuden huoneessa aikoina, jolloin päälämmitys sammuu automaattisesti

Yllä olevan yhteydessä tulee selväksi ilmanvaihdon järjestämisen perusperiaate: Ilmansyöttö (sisäänvirtaus) on yleensä varustettu huoneen alta ja ulostulo (poisto) on ylhäältä. Tämä on aksiooma, joka on otettava huomioon ilmanvaihtojärjestelmää suunniteltaessa.

Tulo- ja poistoilmanvaihdon ominaisuudet

Tulo- ja poistoilmanvaihto on vuorovaikutuksessa kahden koostumuksen ja tarkoituksen omaavan ilmavirran kanssa, jotka myöhemmin käsitellään.

PVV:ssä kaikki tarvittavat laitteet ja lisäjärjestelmät on sijoitettu yhteen kehykseen, joka voidaan asentaa loggiaan, ullakolle, seinälle talon ulkopuolelle jne.

Asennuksen erityinen suunnittelu tarjoaa runsaasti mahdollisuuksia ilmanvaihtoon lähes mihin tahansa huoneeseen rakennuksessa.

Päätehtävän liikkuvan ilman lisäksi tulo- ja poistoilmanvaihto sisältää seuraavan arsenaalin apuosajärjestelmiä ja lisätoimintoja.

Joista ovat seuraavat:

• ilman jäähdytys ja lämmitys;
• hiukkasten ionisointi ja kostutus;
• ilman desinfiointi ja suodatus.

Tarkastellaan tyypillistä tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmän toimintajaksoa, joka perustuu kaksipiiriiseen kuljetusmalliin.

Ensimmäisessä vaiheessa kylmää ilmaa otetaan sisään ympäristöstä ja lämmintä ilmaa poistetaan huoneesta. Molemmilla puolilla ilma kulkee puhdistusjärjestelmän läpi.

Sitten kylmä ilma siirretään lämmitin (lämmitin) - tyypillinen lämmöntalteenotolla varustetulle PVV:lle. Lisäksi lämpö siirtyy kylmään kaasuun lämpimästä poistoilmasta - tyypillisesti perinteisille järjestelmille.

Lämmityksen ja lämmönvaihdon jälkeen poistoilma poistetaan ulkoisen kanavan kautta ja lämmitetty raitis ilma johdetaan huoneeseen.

Ilmanvaihtomoduulin suosittu asettelu sisältää lämmönvaihtokammion (rekuperaattorin), jossa lämpöenergiaa vaihdetaan vastailmavirtojen välillä. Joka tapauksessa jokainen virta kulkee kaksoissuodatusjärjestelmän läpi

Tulo- ja poistoilmanvaihdon pääperiaatteet ovat tehokkuus ja taloudellisuus.

Klassisella tulo- ja poistoilmanvaihtojärjestelmällä on seuraavat edut:

• syöttövirran korkea puhdistusaste
• irrotettavien elementtien helppokäyttöinen käyttö ja huolto
• suunnittelun eheys ja modulaarisuus.

Toimivuuden laajentamiseksi ilmankäsittelykoneet on varustettu lisäohjaus- ja valvontayksiköillä, suodatinjärjestelmillä, antureilla, automaattisilla ajastimilla, äänenvaimentimilla, sähkömoottorien ylikuormitushälyttimillä, palautuvat yksiköt, kondenssivesiallas jne.

Dynaamiset ilmanvaihtoparametrit

Ilmanvaihtojärjestelmän suunnitteluun liittyy melko paljon ongelmia, koska jos ominaisuudet lasketaan väärin, täysin taloudellinen ilmanvaihtojärjestelmä voidaan muuttaa energiaresurssien tuhlaavaksi "hirviöksi".

Mikä vaikuttaa suoraan sen ylläpidon taloudellisiin kustannuksiin. Tämän seurauksena laitteiden taloudellisen toiminnan ajatusta ei oteta huomioon.

Ilmanvaihtojärjestelmän pääkuorma kohdistuu tuulettimeen.Puhaltimen suorituskyky riippuu siipipyörän muodosta (siipipyörä), materiaalien laadusta ja laitteiston kokoonpanosta

Tulo- ja poistoilmanvaihdon suunnittelemiseksi oikein on suositeltavaa tehdä algebralliset laskelmat laitteiston suorituskyvystä ja ilmavirtojen dynaamisista parametreista.

Laskentamenetelmiä ja -algoritmeja on useita, mutta esittelemme huomiomme yhden yksinkertaisimmista ja luotettavimmista vaihtoehdoista.

Kaikki sekundaarisiin kostutusprosesseihin, lisäionisaatioon ja toissijaiseen puhdistukseen liittyvä voidaan jättää tässä vaiheessa huomiotta.

Rakennusstandardit

On järjetöntä tarjota täydellinen luettelo terveysnormeista ja -säännöistä (SNiP), joita sovelletaan erilaisiin ilmanvaihtojärjestelmiin, koska materiaalia on tarpeeksi parille kirjalle, mutta on tarpeen tietää asuin- ja toimistotilojen vertailuvakiot.

Toimistotilojen osalta ilmanvaihtojärjestelmää rakennettaessa päähuomio kiinnitetään niihin tiloihin, joissa toimistohenkilöstö tulee olemaan.

Lisäksi kaikki standardit on ilmoitettu henkilöä kohden. Klassisessa toimistorakennuksessa yhdessä kerroksessa on täysi valikoima tiloja eri käyttötarkoituksiin.

Esimerkiksi toimistossa 60 kuutiometriä ilmaa tulisi vaihtaa tunnissa, leikkaussaleissa - 30-40 m³, kylpyhuoneessa - 70 m³, tupakointihuoneessa - yli 100 m³, käytävillä ja auloissa - 10 m³.

Asuintilojen yleisten hygieniastandardien mukaan 30 m:n ilmamassan täydellinen vaihto tapahtuu yhdessä tunnissa³ per henkilö - laskelma asukkaiden lukumäärän perusteella.

Ilmamäärän laskemiseen on toinenkin lähestymistapa - alueen mukaan. Jokaista asuinneliömetriä kohden on 3 m³.

Erikseen on syytä mainita teollisuustilojen ja varastohallien ilmanvaihto - 20 m³ pinta-alayksikköä kohti. Tällaisissa valtavissa huoneissa ilmanvaihtojärjestelmät rakennetaan parillisten tuulettimien monikomponenttijärjestelmän perusteella (4, 8, 16 tai enemmän kehyksessä)

Jäljelle jääville kodinhoitohuoneille on valmiit sääntelyparametrit. Joten keittiö sähköliesi - yli 60 m³, kaasuliesi - yli 80 m³, kylpyhuone - vähintään 25 m³ jne.

Lisäksi on muistettava, että olohuoneissa ilman virtausnopeus on enintään 2 m/s ja keittiössä ja kylpyhuoneessa 4-6 m/s.

Kaavoja ja selityksiä niille

Siirrytään suoraan ominaisuuksiin ja kaavoihin. Laskelmat tapahtuvat useissa vaiheissa, joista jokaisessa lasketaan yksi ilmanvaihtojärjestelmän ominaisuuksista.

Työilmamäärä

Harkitsemme ilman työtilavuuden laskemista (m³/h).

Toimistoa varten suosittelemme laskemaan henkilömäärän:

V=35*N,

Missä N - samaan aikaan huoneessa olevien ihmisten lukumäärä.

Asunnoissa ja omakotitaloissa on tarpeen tehdä laskelma asuintilan tilavuudesta:

V = 2 * S * H,

Missä: 2 — ilmanvaihtokurssi aikayksikköä kohti (per 1 tunti); S - Elintila; H - tilojen korkeus.

Kanavan poikkileikkauksen laskenta

osio ilmakanava ilmanvaihtoa varten cm laskettuna². Pääilmakanavia on poikkileikkaukseltaan kahta tyyppiä: pyöreitä ja suorakaiteen muotoisia.

Putken poikkileikkausala lasketaan suhteen mukaan:

S_leikattu=V*2,8/ω,

Missä: S_leikattu - poikkileikkauksen pinta-ala; V - ilmamäärä (m³/h); 2,8 — mittojen sovituskerroin; ω — virtausnopeus pääjohdossa (m/s).

Päälinjan läpi kulkevan ilmavirran nopeus vastaa yleensä 2-3 m/s.

Laskemalla kanavan poikkipinta-alan voit määrittää pyöreän kanavan halkaisijan tai suorakaiteen muotoisen kanavan leveyden/korkeuden. Kun tiedämme leveyden, voimme löytää osan korkeuden ja päinvastoin. Pyöreän leikkauksen halkaisija on √4*S_leikattu/pi

Hajottajien lukumäärä ja koko

Tarkastellaan seuraavaksi diffuusorien lukumäärän ja koon laskemista. Ruiskun mitat valitaan yleensä 1,5-2 kertaa suuremmiksi kuin päälinjan poikkipinta-ala.

Diffuusorien lukumäärä on hieman monimutkaisempi, ne lasketaan kaavalla:

N=V/(2820*ω*d²),

Missä: N – tarvittava määrä diffuusoreita; V – ilman massavirta (m³/h); ω – ilman virtausnopeus (m/s); d – diffuusorin halkaisija (m), jos se on pyöreä.

Jos diffuusori on suorakaiteen muotoinen, niin:

N=π*V/(2820*ω*4*a*b),

Missä: π -Pi, a Ja b - osan mitat.

Asennuksen suorituskykyasetukset

Ilmanvaihtokoneen kaksi tärkeintä ominaisuutta tunnetaan - teho ja syntyvän paineen aste. Ilmanvaihtoaseman teho lasketaan seuraavasti:

P=ΔT*V*Cv/1000,

Missä: ΔT — ilman lämpötilan delta tulo-/poistoaukossa (°C); V - ilman massavirta (m³/h); CV — ilman lämpökapasiteetti (0,336 W*h/m³*°С).

Syntynyt paine määritetään pääpuhaltimen suorituskykykäyrästä.

Tämän parametrin on vastattava ilmaverkon aerodynaamista vastusta. Tuulettimien valmistajat esittävät käyräkaavion tuotetiedotteessa.

Lisäksi on tärkeää saada yleinen käsitys tuloilmavirran lämmittimestä - ilmanlämmittimestä.Tämä on erillinen osa ilmanvaihtojärjestelmää, jossa ilma lämmitetään. Ilma lämpenee esimerkiksi lämpöpatterin läpi.

Lämmitintä, jossa lämmitys tapahtuu patterin kautta ja lämpöenergian vaihto poistovirtauksen kanssa, kutsutaan rekuperaattoriksi. On olemassa yksi- ja moniosaisia ​​rekuperaattoreita, joiden avulla voit sekoittaa ilmavirtoja, joiden tulolämpötiloissa on suuri ero

Lopuksi on syytä mainita ilmanvaihtokoneen virransyöttöjännite. On suositeltavaa käyttää 380 V verkkojännitettä, sillä se varmistaa luotettavan toiminnan minkä tahansa tehon asennuksessa.

Mekaanisen ilmanvaihdon asennuksen erityispiirteet

Kodin käsityöläinen pystyisi epäilemättä hoitamaan syöttötyyppisen ilmanvaihtokoneen asennuksen ilman työntekijöiden osallistumista.

On kuitenkin syytä muistaa, että työ tehdään kokemattomalle esiintyjälle vaarallisella korkeudella. Siksi on parempi ottaa mukaan henkilöt, joilla on kokemusta, työkaluja ja turvalaitteita, suorittamaan seuraavat vaiheet:

Kun itse ilmankäsittelykoneen asennuksen erittäin vaikeat manipulaatiot on saatu päätökseen, jäljellä on vain liittää se tietoliikenneverkkoon.

Tarkastellaan tätä prosessia lähemmin käyttämällä seuraavaa valokuvavalikoimaa.

Tiedot pakollisten ilmanvaihtolaitteiden asennusjärjestyksestä auttavat välttämään monia kokemattomien asentajien vakavimpia virheitä.

Luonnollisen PVV:n rakentamisen ominaisuudet

Kehittäessään korkealaatuista luonnollista tulo- ja poistoilmanvaihtoa useimmat asiantuntijat noudattavat tiettyä suunnittelu- ja asennustyötä.

Nämä säännöt auttavat luomaan todella tehokkaita ja kustannustehokkaita ratkaisuja jopa kaikkein epätyypillisimpiin huone- ja kodinhoitohuonejärjestelyihin. omakotitalossa Ja monihuoneinen asunto pilvenpiirtäjät.

Kun suunnittelet ilmanvaihtoa, sinun on yritettävä luoda luonnollinen ilmavirta olohuoneista käytävien kautta kylpyhuoneeseen ja keittiöön

Tässä tapauksessa käytävät toimivat virtaustiloina. Siksi järjestelmän pääilmanvaihtoyksikön tulisi sijaita talon keskellä, käytävien tai kodinhoitohuoneiden yläosassa.

Esimerkiksi 2-kerroksisen omakotitalon ilmanvaihtomoduuli voi sijaita pohjakerroksessa kodinhoitohuoneen tai pääkäytävän yläosassa. 1-kerroksiselle talolle lisävarusteena ullakon alaosassa.

Pääputkia asetettaessa on muistettava, että tuloilman tulee mennä olohuoneisiin ja poistoilman tulee mennä ulos keittiöiden ja kodinhoitohuoneiden kautta.

Siksi syöttöhajottimet sijoitetaan perinteiselle "huone-ympäristö" rajalle ja liesituulettimet keittiöön, kylpyhuoneeseen, kodinhoitohuoneeseen ja wc:hen.

Hajottimessa yhdistyvät kaksi toimintoa: tasainen raitisilman jakautuminen ja käytetyn ilman poisto. Niitä on eri muodoissa. Valmistettu ohuesta metallilevystä ja muovista

On kommentteja tulo- ja poistoilma-aukkojen sijainnin korkeudesta. Ilmanvaihtojärjestelmän poistoaukon tulee sijaita rakennuksen kattotason yläpuolella.

Tämä suojaa PVV:tä vastapoistoilman toissijaiselta imulta poistoaukkojen kautta.

Raitista ilmaa tulee ottaa vähintään 2 metrin korkeudelta maanpinnasta.

Koska pienet hankaavat hiukkaset ja pöly voivat nousta tuulivirtojen avulla yli 1 metrin korkeuteen ja lentää syöttöhajottimiin tukkien näin nopeasti ensisijaiset suodattimet.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Video selittää ja esittelee PVV:n suunnittelun ja asennuksen ominaisuuksia omakotitalossa:

Toinen selkeä esimerkki valmiista ratkaisusta yksityisen 1-kerroksisen puutalon ilmanvaihtoon:

Yhteenvetona edellä olevista tiedoista toteamme, että tulo- ja poistoilmanvaihto on yksinkertainen järjestelmä suunnitella, ostettavissa ja asennettavissa.

Ilmanvaihto yhdessä lämmitysjärjestelmän kanssa mahdollistaa raikkaan ja lämpimän ilman tasapainon järjestämisessä huoneessa.

Oletko ollut mukana ilmanvaihdon järjestämisessä mökissäsi? Tai tiedätkö asunnon ilmanvaihtojärjestelmän suunnittelun ja asennuksen salaisuudet? Jaa kokemuksesi - jätä kommenttisi tähän artikkeliin.