Классификация по способу воздухообмена

Основы классификации систем вентиляции

В общепринятом понимании системы вентиляции нужны для удаления из помещений отработанного воздуха и замены его чистым. Их классифицируют по нескольким признакам.

Классификация систем вентиляции

По способу подачи и отвода воздуха

По способу подачи свежего и удаления отработанного воздуха системы вентиляции делятся на естественные и искусственные (по-другому, механические и принудительные).

Особенности естественных систем вентиляции

При использовании естественных систем вентиляции не применяют электродвигатели, вентиляторы и прочее электрооборудование. Воздух подается и удаляется:

• За счет аэрации – разности температур внутри и снаружи помещений. Этот процесс используют для вентилирования помещений с высокими тепловыделениями. Более холодный, плотный и тяжелый наружный воздух естественным образом вытесняет из помещений нагретый, менее плотный легкий воздух. Его циркуляция обеспечивается источником тепла, который в системе играет роль вентилятора.

Так работает естественная система вентиляции за счет разности температур снаружи и внутри помещения

• В результате разности давления в помещениях и в вытяжном устройстве (дефлекторе), установленном на крыше здания. Чтобы такая система вентиляции работала, минимальный перепад высоты должен быть три метра.

Так может выглядеть устройство естественной системы вентиляции с применением дефлекторов

• Вследствие ветрового давления. В этом случае с наветренной стороны здания образуется зона повышенного давления воздуха, а с подветренной – пониженного. Соответственно, для циркуляции воздуха в здании достаточно сделать проемы для его подачи и удаления.

Естественные системы вентиляции простые, недорогие и надежные, но малоэффективные и зависимы от внешних факторов: времени года, давления, силы и направления ветра. Они подходят для жилых помещений или производств, не связанных с выбросом вредных веществ.

Особенности искусственных (механических) систем вентиляции

При устройстве искусственных систем вентиляции для подачи и удаления воздуха используют вентиляторы, электродвигатели и прочее оборудование. Они не зависят от внешних факторов, имеют бо́льший радиус действия, позволяют не только перемещать воздух, но и очищать, осушать, увлажнять или нагревать его. Системы подходят для помещений любых типов, но требуют значительных капитальных вложений и эксплуатационных расходов.

Механические системы вентиляции оптимальны для производственных или офисных помещений

По зоне обслуживания

По зоне обслуживания системы вентиляции делятся на местные и общеобменные и могут быть естественными или искусственными.

Особенности местных систем вентиляции

Местные системы применяют для подачи или удаления воздуха из локализованных зон. Они удобны, например, для создания комфортных условий работы персоналу, подвергающемуся интенсивному тепловому излучению (в кондитерских или литейных цехах). На рабочие места с помощью местной системы вентиляции подают свежий охлажденный воздух.

Если есть точечные очаги выбросов вредных веществ, пыли или дыма и нельзя допустить их распространения, решают обратную задачу: удаляют загрязненный воздух из таких зон.

Местные системы вентиляции удобны и эффективны, но подходят для узкоспециализированных задач. Все они – механические.

Особенности общеобменных систем вентиляции

Общеобменные системы применяют для замещения воздуха во всем помещении или в большей его части. Они удобны для разбавления паров и газов, снижения концентрации вредных веществ в воздухе, обеспечения требуемых параметров микроклимата (например, повышения температуры). В этом случае общеобменную вентиляцию используют для подачи воздуха.

С ее помощью решают и другие задачи. Например, удаляют из помещений вредные вещества, пыль, дым или тяжелые газы, которые нельзя локализовать и с которыми не справится местная система вентиляции.

Общеобменные системы подходят для жилых, офисных и производственных помещений. В подавляющем большинстве они механические, но могут быть комбинацией механических и естественных систем.

Общеобменные системы вентиляции часто используются в производстве

По назначению

По назначению системы вентиляции делятся на приточные, вытяжные и приточно-вытяжные. Все они – механические.

Особенности приточных систем вентиляции

Приточные системы используют для подачи чистого воздуха в помещения. Отработанный воздух удаляется естественным образом за счет разницы давлений в помещении и на улице. Приточные системы подходят для бытовых, офисных и производственных помещений, где нет вредных выделений.

Приточная система вентиляции обеспечивает принудительную подачу воздуха в помещение

Особенности вытяжных систем вентиляции

Вытяжные системы применяют для принудительного отвода отработанного воздуха. В этом случае воздух поступает естественным путем из-за падения давления в помещении. Вытяжные системы больше подходят для производств. Они удобны для удаления лишней влаги, углекислого газа или неприятных запахов, но не регулируют параметры поступающего воздуха.

Так работает вытяжная система принудительной вентиляции помещений

Особенности приточно-вытяжных систем вентиляции

Приточно-вытяжные системы выполняют две задачи: подают чистый и отводят отработанный воздух из помещения. Как правило их используют в производстве, чтобы регулировать микроклимат в помещении (температуру и влажность).

Приточно-вытяжная система вентиляции обеспечивает принудительную подачу свежего и отвод отработанного воздуха

По конструктивному исполнению

По конструктивному исполнению системы делятся на канальные, бесканальные, моноблочные и наборные.

Особенности канальных и бесканальных систем вентиляции

Канальные системы вентиляции – механические. В них для подачи или отвода воздуха используют разветвленную сеть воздуховодов.

Канальные системы вентиляции подходят для помещений большой площади

Бесканальные системы бывают естественными или механическими – вместо сети воздуховодов в стены или перекрытия встраивают вентиляторы.

Особенности моноблочных и наборных систем вентиляции

Моноблочные и наборные системы вентиляции – механические. У первых все элементы находятся в одном корпусе. Поэтому они компактны и удобны при установке, но больше подходят для небольших помещений.

Так выглядит моноблочная система вентиляции

Наборные системы состоят из отдельного оборудования и комплектующих, объединенных в одну систему. Их сложнее монтировать, но они подходят для любых помещений.

Оборудование и комплектующие для систем вентиляции

Для устройства систем вентиляции используют следующее оборудование и комплектующие:

• Вентиляторы для подачи или отвода воздуха. Они отличаются размерами, полным давлением (от этого параметра зависит расстояние, на которое можно подать воздух), производительностью, уровнем шума и типом (осевые, радиальные, диаметральные).
• Воздухозаборные решетки устанавливают снаружи помещений. Они защищают систему вентиляции от попадания мелкого мусора и атмосферных осадков.
• Воздушные клапаны перекрывают доступ наружного воздуха в отключенную систему.
• Фильтры очистки задерживают пыль и мелкий мусор, очищая поступающий воздух, их использование продлевает срок службы систем вентиляции. Делятся на фильтры грубой (задерживают частицы размером более 10 мкм), тонкой (до 1 мкм) и особо тонкой очистки (до 0,1 мкм).
• Воздухонагреватели подогревают подаваемый в помещения воздух. Могут быть электрическими или водяными.
• Рекуператоры тоже нагревают подаваемый в помещения воздух за счет передачи ему тепла от отработанного воздуха, который выводится из помещений. Такие устройства уменьшают расход электроэнергии при использовании систем вентиляции.
• Воздуховоды для транспортировки воздуха. Различаются формой (круглые или прямоугольные), площадью сечения и типом (гибкие, полугибкие, жесткие).
• Шумоглушители гасят шум от работающих вентиляторов.
• Воздухораспределительные устройства – плафоны или решетки, которые устанавливают в помещениях для равномерного распределения подаваемого воздуха или его равномерного отбора.
• Фасонные изделия для сборки воздуховодов в единую систему – переходники, разветвители и повороты.

Пример комплектации системы вентиляции

Помимо перечисленного, в состав систем вентиляции входят системы управления. Самые простые для включения и выключения вентиляции. Сложные контролируют состояние фильтров, включают и выключают воздухонагреватели.

Заключение

Простейшая система вентиляции – это обычные защищенные сеткой или решеткой проемы в стенах помещения. В крупном производстве она представляет собой сложную комбинацию различного оборудования, работающего как единый организм. Наша компания предложит решение для любой задачи по устройству систем вентиляции.

Источник

Справочник | Инженерные системы

Вы здесь

Классификация систем вентиляции

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП. Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических параметров в помещениях различного назначения.

При всём многообразии систем вентиляции, обусловленном назначением помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделений и т. п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам:

По способу создания давления для перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением.

По назначению: приточные и вытяжные.

По зоне обслуживания: местные и общеобменные.

По конструктивному исполнению: канальные и бесканальные.

Естественная вентиляция

Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

• вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воздуха в помещении, так называемой аэрации;
• вследствие разности давлений «воздушного столба» между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем — вытяжным устройством (дефлектором), установленным на кровле здания;
• в результате воздействия так называемого ветрового давления.

Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата.

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжёлый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее плотный тёплый воздух. При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создаётся за счёт разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах — не превышать 1 м/с.

Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращённых к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах (а иногда и на кровле) — пониженное давление (разрежение).

Если в ограждениях здания имеются проёмы, то с наветренной стороны атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной — выходит из него, причём скорость движения воздуха в проёмах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.

Системы естественной вентиляции просты и не требуют сложного дорогостоящего оборудования и расхода электрической энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от переменных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции.

Механическая вентиляция

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждением.

Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, т. е. одновременно естественную и механическую вентиляцию. В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.

Приточная вентиляция

Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен удалённого. Приточный воздух в необходимых случаях подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.).

Рис. 1. Зонты-козырьки у нагревательных печей: а — у щелевого отверстия при выпуске через него продуктов горения; б — у отверстия, снабжённого дверкой при выпуске продуктов горения через газовые окна.

Вытяжная вентиляция

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения (цеха, корпуса) загрязнённый или нагретый отработанный воздух. В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учётом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений. В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проёмы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения. Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная).

Рис.2. Бортовые отсосы.

Местная вентиляция

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

Местная приточная вентиляция

К местной приточной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы — участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2-2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой.

Рис. 3. Схема местной вытяжной вентиляции.

Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, печей и пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха. Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т. п.) обычно применяют смешанную систему вентиляции — общую для устранения вредностей во всём объёме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест.

Рис. 4. Простейшие схемы вытяжной вентиляции: 1 — утеплённый клапан; 2 — вентилятор; 3 — лопасти вентилятора; 4 — вытяжная шахта; 5 — шибер; 6 — электродвигатель; 7 — вытяжная сеть.

Местная вытяжная вентиляция

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделений вредностей в помещении локализованы и можно не допустить их распространение 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 удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.).

Основные требования, которым должны удовлетворять местные отсосы:

• Место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрыто.
• Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.
• Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль — вниз).

Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:

• Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты, см. рис. 1). Объёмы воздуха определяются расчётом.
• Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объёмах отсасываемого воздуха (рис. 2).
• Система с местными отсосами изображена на рис. 3. Основными элементами такой системы являются местные отсосы-укрытия (МО), всасывающая сеть воздуховодов (ВС), вентилятор (В) центробежного или осевого типа, ВШ — вытяжная шахта.

При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из цеха воздух, перед выбросом его в атмосферу, должен быть предварительно очищен от пыли. Наиболее сложными вытяжными системами являются такие, в которых предусматривают очень высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно двух или даже трёх пылеуловителей (фильтров).

Местные вытяжные системы, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удаётся достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта при небольшом объёме удаляемого воздуха.

Однако местные системы не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения рассредоточены на значительной площади или в объёме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды, то же самое, если работа производится на всей площади помещения или её характер связан с перемещением и т. д.

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 объёму вентилируемого помещения.

Общеобменная приточная вентиляция

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 расчётных санитарно-гигиенических норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, т. е. при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объёма 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.

Общеобменная вытяжная вентиляция

Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является отдельный вентилятор (обычно осевого типа) с электродвигателем на одной оси (рис. 4), расположенный в окне или в отверстии стены. Такая установка удаляет воздух из ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен.

Когда вредными выделениями в цехе являются тяжёлые газы или пыль и нет тепловыделений 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, рассредоточенно, на различных уровнях и т. п.), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной или общеобменной.

В некоторых случаях установка имеет протяжённый вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает 30-40 м и соответственно потери давления в сети составляют более 30-40 кг/м2, то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа.

В таких помещениях для удаления вредных выделений, которые не могут быть локализованы и поступают в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы.

В определённых случаях в производственных помещениях, наряду с механическими системами вентиляции, используют системы с естественным побуждением, например, системы аэрации.

Канальная и бесканальная вентиляция

Системы вентиляции имеют разветвлённую сеть воздуховодов для перемещения воздуха (канальные системы), либо каналы (воздуховоды) могут отсутствовать, например, при установке вентиляторов в стене, в перекрытии, при естественной вентиляции и т. д. (бесканальные системы).

Таким образом, любая система вентиляции может быть охарактеризована по указанным выше четырём признакам: по назначению, зоне обслуживания, способу перемешивания воздуха и конструктивному исполнению.

Системы вентиляции включают группы самого разнообразного оборудования:

Источник