Виды вентиляции, преимущества и недостатки вентиляционных систем, их устройство

Приточная, вытяжная и общеобменная вентиляция

Итак, вентиляция – это инженерная система, которая призвана обеспечить воздухообмен, поддерживающий определенный температурно-влажностный режим. В отличие от других систем, вентиляция способна функционировать без применения какого-либо оборудования и устройств, основываясь на физических законах. Ее основное предназначение подавать в помещение чистый воздух, наполненный кислородом и удалять отработанный, насыщенный углекислым газом.

Необходимость поддержания определенного режима в любом помещении делает вентиляционную систему самой востребованной из всех инженерных систем. Существующая классификация делит вентсистемы на четыре категории:

1. По действию воздухообмена (естественный, принудительный).
2. Смешанная (приток, вытяжка).
3. Зональная (общеобменная, местная).
4. По построению (с каналами, без каналов).

Вентиляция и ее виды имеют свои особенности, хотя предназначение у всех одно – создавать благоприятный микроклимат для комфортного проживания и работы человека. Вопрос о том, какой системой будет снабжен строительный объект, рассматривается еще на стадии проектирования.

Для того, чтобы понять каково назначение вентиляции определенного вида, нужно разобраться в их особенностях. Ведь от правильного выбора зависят условия правильной работы. Для определенного помещения, в строительных нормативах, предусмотрен свой особый режим влажности и температуры.

Самая распространенная вентсистема – с естественным передвижением воздушных потоков. Она прекрасно справляется со своими функциями поставки воздуха, снабженного кислородом и удалением отработанных масс, в том случае, если их движению ничего не мешает. Принцип ее работы основан на физических законах:

• разница температур и давления в нутрии помещения и за его пределами;
• разница давления в комнате и в месте установленной вытяжки (обычно – на крыше);
• ветровое давление.

Достоинства приточно-вытяжной системы заключаются в том, что для ее устройства не требуется специальное оборудование. Отсутствие вентиляционных устройств не предусматривает и их обслуживание, расходов на электроэнергию.

Во-первых, наличие факторов, мешающих корректной работе системы:

• Металлопластиковые или деревянные герметичные окна и двери.
• Вентканал засоренный мусором, снегом, продуктами жизнедеятельности птиц, их гнездами.
• Обмерзание, следовательно, уменьшение или полная закупорка вытяжной трубы в холодное время года.
• Неправильно устроенная вытяжка над крышей, из-за чего она попадает в зону ветрового подпора. Потому, вытяжная труба должна возвышаться над коньком крыши не менее, чем на 50 см.
• В многоэтажном доме – соседи могут нарушить венткороб во время ремонта.
• Обратную тягу может «организовать» мощная кухонная вытяжка, которая прерывает поток отработанного воздуха в сторону санитарных комнат и начинает тянуть не только газы и пары из кухни, но и из вентотверстий.

Во-вторых, так как принцип работы основан на разнице температур, то вентиляция правильно работает только в холодное время года или в ночное время.

Мехсистема

Механическая вентиляция представляет собой усовершенствованную естественную, то есть приточно-вытяжные процессы выполняются с помощью специального оборудования (вентиляторы, электронагреватели воздуха, фильтры, рекуператоры, иногда – ионизаторы). Недостатками таких систем являются: дорогостоящее оборудование; сложный монтаж; зависимость от напряжения в сети; затраты на электроэнергию.

Основное же преимущество – корректная работа в любое время года, не зависимо от температуры. Кроме того, воздух, поступающий с улицы, очищается от вредных примесей и нагревается до комфортной температуры (при наличии в составе системы нагревателя воздуха или рекуператора).

Комбисистема

Смешанная вентиляция представляет собой приточную и вытяжную, при которых один их процессов естественных потоков заменяют принудительным. Приточная вентиляция помогает улучшить процесс подачи свежего воздуха в помещение. Для нее используют механические (оконные или стеновые приточные клапаны) либо электрические (вентиляторы, приточные установки).

Оборудованием для вытяжки являются вытяжные вентиляторы. Их устанавливают в вентиляционные отверстия в санитарных комнатах, монтируют и на кухне, в стене с выходом на улицу. Такие приборы значительно улучшают воздухообмен. Элементарная вытяжка для частного дома состоит из: клапана; вентилятора; вытяжной шахты; электродвигателя; воздуховода; дефлектора.

В случаях, когда мощности естественной вентиляции недостаточно – необходима установка искусственной. Основа ее работы заключается в применении специальных устройств для вынужденного перемещения использованного воздуха и замене его на чистый. Одним из отличительных качеств этих систем является обработка воздуха.

В зависимости от показаний происходит увлажнение, очистка, нагрев или охлаждение. Устройства, обеспечивающие выполнение этой работы: фильтры, пылеуловители, нагреватели, различные виды вентиляторов и воздуховодов. Проектирование зданий с данным видом вентиляции несет в себе большой объем работ еще перед установкой.

При механической вентиляции помещения дополнительно возможны увлажнение, очистка, нагрев или охлаждение воздуха

Если рассматривать плюсы и минусы искусственной системы, то можно выделить следующие:

• нет зависимости от времени года и климатических условий;
• производится любой, необходимый именно в определенной ситуации, вид очистки;
• более дорогой вариант по сравнению с естественной;
• большая энергоемкость.

Очень часто, чтобы взаимокомпенсировать достоинства и недостатки различных систем, применяются смешанные варианты.

Пример обустройства искусственной вентиляции в двухэтажном коттедже

Наиболее оптимальным видом вентиляции является приточно-вытяжная. Само название говорит о том, что в ней используются как приточные, так и вытяжные установки. Именно такой тип может обеспечить необходимый микроклимат в жилых домах и в производственных помещениях. Нужно помнить, что только их сбалансированная производительность даст положительный результат. Проектировщики учитывают всю возможную циркуляцию воздушных масс в смежных помещениях. Иначе процесс будет неконтролируемым.

Схема приточно-вытяжной вентиляционной системы частного дома

К видам приточно–вытяжной вентиляции можно отнести вентиляцию перемешиванием и вентиляцию вытеснением. Перемешивание происходит непосредственно в помещении. Свежий воздух попадает внутрь с помощью специальных установок диффузоров, перемешивается с уже отработанным и вместе с ним удаляется через специальные клапаны.

Процесс вытеснения происходит на основе простейшего закона физики. Установки воздухораспределения монтируются на уровне пола. Принудительно поступивший из них чистый воздух поднимается вверх и вытесняет отработанный, более теплый, через вентиляционные отверстия на потолке. Такая процедура создает необходимый воздухообмен.

Установка вентиляционных решеток приточного и вытяжного каналов

Учитывая назначение помещений и их размеры, подбирают необходимую модель вентилятора. В жилых домах необходимость вытяжной вентиляции связана с плохой вытяжкой на кухне, отсутствием окон в ванной комнате и туалете. Это приводит к плохому воздухообмену в домах и распространению нежелательных запахов в жилые помещения. В этом случае улучшить микроклимат поможет вентилятор. Выбор вентиляторов основывается на нескольких критериях.

Схема работы вентиляционной установки со встроенным вентилятором

Для максимально хорошей работы вытяжной системы необходимо брать во внимание следующее:

• производительность;
• шумовые характеристики;
• степень защиты от влаги;
• степень защиты от высоких температур;
• удобная эксплуатация.

На данный момент для помещений с механической вытяжной системой вентилирования существует огромное количество вентиляторов. В большинстве случаев их выбор зависит от их предназначения. Бывают вентиляторы оконные, кухонные, для ванной комнаты и туалета, кафе и ресторанов, и много других.

Вентилятор с электронной панелью управления

По зоне обслуживания виды вентиляции делятся на два класса: местная и общеобменная. Если максимум концентрации вредных выделений приходится на четко определенные зоны помещения, то используется местная вентиляция. Она необходима для удаления загрязнений из зоны конкретного рабочего места, и не дает отработанному воздуху распространиться на остальную территорию.

В бытовых условиях самым ярким примером такого вида механической вентиляции является кухонная вытяжка. Такой тип называется местной вытяжной вентиляцией. В производственных цехах эта проблема решается с помощью местных отсосов. Загрязнения удаляются по принципу естественного движения – горячие вредные пары удаляются вверх, а холодные вредные газы становятся тяжелыми и опускаются вниз. Местная приточная вентиляция применяется в виде воздушных душей, воздушных оазисов и воздушных завес.

Пример местной вентиляции механического типа — кухонная вытяжка

Если в очистке нуждается не четко определенная зона, то местная система будет малоэффективной. В этом случае используют общеобменную вентиляцию. Она обслуживает все помещение или же значительную его часть. Общеобменная вытяжная система удаляет тепло, газы, влагу, пыль, пары жидкостей и запахи из зданий.

Что такое естественная вентиляция

По своему назначению вентиляционные системы делятся на две группы: приточные и вытяжные. Приточная система является одним из видов механической вентиляции. В основу принципа ее работы положена принудительная подача свежего воздуха в помещение. Отработанный воздух выходит наружу с помощью систем естественной вентиляции.

1. Приточных вентиляторов – обеспечивают приток воздуха.
2. Шумоглушителя – понижает уровень шума, создаваемый установкой.
3. Нагревателя – подаваемый воздух может быть нагрет. Особенно это актуально в зимнее время года. Если нагрев происходит от электросети, то такой тип называется электрическим. Если нагрев происходит от системы центрального отопления – это водяной тип.
4. Воздухозаборной решетки – предназначенной для фильтрации механических загрязнений, которые могут попадать извне.
5. Фильтра – очищает подаваемый воздух от различных примесей. Различают фильтры грубой, тонкой и особо тонкой очистки.
6. Клапана – не пропускает воздух внутрь помещений в то время, когда система отключена.
7. Воздуховодов – каналов, по которым циркулируют воздушные массы.

Вентиляционные каналы спрятаны в подвесном потолке из гипсокартона

Каждая приточная установка может иметь те или иные составляющие в зависимости от того, в чем нуждается потребитель. Здоровый микроклимат будет зависеть от четко подобранных компонентов системы.

Вытяжной системой вентиляции пользуются для улучшения работы естественной вентиляции и для удаления отработанного воздуха. Работа вытяжных вентиляторов является основой в таких установках.

В механических системах вентиляции используется оборудование и электроприборы, позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния, а также при необходимости очищать и нагревать его. Механические системы способны обеспечить нужный уровень воздухообмена независимо от внешних условий, но и стоят они недёшево, и затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими.

На практике часто используется так называемая смешанная вентиляция , т. е. одновременно естественная и механическая. Так, например, иногда достаточно бывает установить небольшие вентиляторы в вентиляционные каналы на кухне и в санузле. Существуют «умные» вентиляторы с автоматическим управлением, например, вентилятор для ванной, включающийся, когда уровень влажности превысит установленный предел, вентилятор для туалета, подсоединяемый к выключателю света.

А для улучшения приточной вентиляции можно установить стеклопакеты с приточными клапанами, через которые за счёт разницы давления и температуры будет поступать воздух с улицы. Клапан обычно оборудован диафрагмой, регулирующей количество поступающего воздуха. Он может также содержать фильтр для очистки поступающего воздуха, понижать уровень шума.

В каждом конкретном проекте только специалист сможет определить, какой тип вентиляции является наиболее эффективным, более экономичным и технически рациональным.

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения (цеха, корпуса) загрязненный или нагретый отработанный воздух. В общем случае в помещении предусматриваются как приточные системы вентиляции, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений.

В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система вентиляции. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения. Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная вентиляция), или для всего помещения (общеобменная вентиляция).

Местной вентиляцией называется такая вентиляция, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная вентиляция. В производственных помещениях при выделении вредных газов, влаги, теплоты и т.д. обычно применяют смешанную систему вентиляции — общую во всем объеме помещения и местную (местные притоки) для подачи свежего воздуха к рабочим местам.

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделения вредных веществ и выделений в помещении локализованы и можно не допустить их распространении по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла.

Для вытяжки на местах применяются местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зоны, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.)Местные вытяжные системы вентиляции, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении.

Благодаря отводу значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта при небольшом объеме удаляемого воздуха.Однако местные системы вентиляции не могут решить всех задач вентилирования. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами.

Общеобменные системы вентиляции — как приточные, так и вытяжные, предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части. Общеобменные вытяжные системы относительно равномерно удаляют воздух из всего обслуживаемого помещения, а общеобменные приточные системы подают воздух и распределяют его по всему объему вентилируемого помещения.

Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удаленных местной вентиляцией и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, то есть при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объема приточного воздуха. Как правило, перед подачей воздух очищают от пыли. При поступлении вредных выделений в воздух цеха количество приточного воздуха должно полностью компенсировать общеобменную и местную вытяжную вентиляцию.

Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является отдельный вентилятор (обычно осевого типа) с электродвигателем на одной оси, расположенный в окне или в отверстии стены. Такая установка удаляет воздух из ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен.

В некоторых случаях установка имеет протяженных вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает 30-40 м и соответственно потери давления в сети составляют более 30-40 кг/кв. м., то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа. Когда вредными выделениями в цехе являются тяжелые газы или пыль и нет тепловыделения от оборудования, вытяжные воздуховоды прокладывают по полу цеха или выполняют в виде подпольных каналов.

В промышленных зданиях, где имеются разнородные вредные выделения (теплота, влага, газы, пары, пыль и т.п.), и их поступление в помещение происходит в различных условиях (сосредоточенно, рассредоточено, на различных уровнях и т.п.), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной вентиляцией или общеобменной.

https://www.youtube.com/watch?v=https:Hc1R2w_lbGU

Воздухообмен в помещениях, оборудованных данным типом вентиляции, осуществляется строго по законам физики. Скорость порывов ветра, амплитуда внешних и внутренних температур, амплитуда давления – основные двигатели процесса циркуляции воздуха. Полная зависимость от погодных условий — ее большой недостаток.

В летнее время года, когда разность температур внутри и снаружи здания практически равна нулю, воздухообмен останавливается. А зимой наоборот: амплитуда температур большая, холодный воздух хорошо поступает с улицы, а процесс его обогрева происходит за счет внутренней системы отопления. Энергозатраты очень большие – тепловая энергия тратится на обогрев уличного воздуха.

Увеличить коэффициент полезного действия системы воздухообмена могут открытые форточки и фрамуги, зазоры в оконных рамах, зазоры между полом и дверью. В жилых многоквартирных домах вытяжные каналы естественной вентиляции обустроены в кухне и ванной комнате. Большим минусом является то, что управление вентиляцией такого типа невозможно осуществить.

Вентиляционные отверстия для естественной приточно-вытяжной вентиляции дома

Естественная вентиляция имеет массу положительных качеств, но необходимо должное внимание уделять и ее недостаткам, так как именно они могут создавать проблемы в дальнейшей эксплуатации. Обустройство такой системы должно быть предельно качественно и продуманно, отрегулировать или «подкрутить» что–либо в ходе ее работы уже не получится.

Устройство системы естественной вентиляции состоит из внутренних каналов, горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. Усилить вытяжку воздуха из помещений можно двумя способами: путем установки на входе канала вентилятора вытяжной вентиляции или путем установки специальной насадки – дефлектора. Это устройство, с помощью которого создается или увеличивается уже имеющаяся тяга в каналах вытяжной вентиляции.

Его устанавливают на крыше, на выходе вентиляционной шахты. Такое устройство увеличивает воздухозабор с помощью вращения встроенной турбины. Главная движущая сила его работы – ветер. При отсутствии ветра дефлектор помогает избежать появления обратной тяги. Грамотный подбор такой детали даст возможность получить ощутимое увеличение потока воздуха на 20%.

Дефлектор помогает создать или увеличить тягу воздуха в каналах вытяжной вентиляции

1. Неорганизованная вентиляция
2. Организованная вентиляция
3. Приточная вентиляция

Виды воздуховодов для вентиляции

В системы вентилирования входят различные устройства, соединенные каналами воздуховодов. Они являются неотъемлемой частью естественной и механической вентиляции. Основной их функцией является транспортировка воздушных масс для создания комфортного микроклимата.

Эффективность их работы напрямую зависит от трех факторов:

• форма воздуховодов;
• используемый для их изготовления материал;
• размер сечения устройства.

Пример обустройства пластикового воздуховода для кухонной вытяжки

Классификация воздуховодов по виду материала:

1. Металлические – используются для производственных помещений. Способны выдерживать большие нагрузки.
2. Пластиковые – используются для любых помещений. Основной плюс данного типа в том, что из таких конструкций можно собрать канал необходимой конфигурации. Данный материал имеет еще и высокий уровень шумо- и теплоизоляции.

Классификация по типу сечения:

1. Прямоугольные – легки в установке. Прямые линии не требуют дополнительных креплений.
2. Круглые – имеют большой диапазон размеров, занимают небольшие площади.

Использование в системе вентиляции гибкого гофрированного воздуховода

Существует еще разделение на жесткие и гибкие воздуховоды. Гибкие применяются там, где необходимо разветвление каналов. Для их монтажа требуются дополнительные крепления. Чаще всего только комбинирование различных видов воздуховодов приносит нужные результаты.

Особенности проектирования вентиляции

Учитывая, какие виды вентиляции бывают и их основные параметры, можно добиться нужного результата. В строениях с плохой вентиляционной системой существует риск накопления пыли.

Монтаж вентиляционного канала в фальш-короб своими руками

Использование средств бытовой химии, работа бытовых приборов приводят к изменению химических и физических характеристик воздуха. Проектирование любого жилого помещения или производственных строений не обходится без заранее продуманной системы вентиляции.

Правильно спланированная система дает возможность добиться нужных показателей микроклимата. Различные виды вентиляции помещений – жилых, общественных, производственных — имеют свои нормы и требования. Это важный инженерно–технологический аспект. Только грамотное выполнение проектирования систем вентиляции будет гарантировать стабильно оптимальные условия в любом здании.