Механическая вентиляция воздуха помещений. Рециркуляция воздуха

Простая механическая вентиляция с регулируемым потоком: вентилятор всасывает воздух в помещениях с высокой влажностью (ванные комнаты и кухни), а свежий воздух поступает в остальные комнаты через специальные воздухозаборники.

С начала 1970-х годов потребность в снижении энергопотребления в строительстве способствовала массовому внедрению теплоизоляционных материалов в непрозрачные элементы оболочки здания, а также усовершенствованию наружных дверей и окон.

Помимо значительного снижения значений теплопередачи, эти меры эффективно устраняют обмен воздуха за счет естественной инфильтрации, которая обычно происходит неконтролируемым образом в точках и областях, где здание проницаемой для воздуха (зазоры вокруг дверей и окна, проемы и вытяжные шкафы и т. д.).

В настоящее время здание спроектировано и построено таким образом, чтобы ограничивающая его оболочка имела высокие эксплуатационные характеристики как зимой, так и летом, с окнами, гарантирующими максимальную герметичность.

Эта линия проектирования определяет расширение полностью герметичных зданий, внутри которых отсутствует естественный воздухообмен и последующее разбавление / удаление загрязняющих веществ, связанных с повседневной деятельностью.

Другими словами, на стенах возникают проблемы с конденсацией и плесенью, застаивание газа и сточные воды, образующиеся при приготовлении пищи, формальдегид и другие химические вещества, распространяемые мебелью и элементами самих зданий, углекислый газ, выделяемый людьми и декоративными растениями.

Эти ситуации, если их не исправить должным образом, приводят к тому, что все еще называют «синдромом больного здания» (синдром больного здания).

Чтобы обеспечить наличие свежего и чистого воздуха, чтобы избежать высокого уровня влажности и сохранить здоровый интерьер, пользователь может вручную выполнять операцию периодического открывания окон. Было обнаружено, что для достижения едва приемлемого результата, чтобы не дышать не здоровым воздухом внутри объекта, все окна должны открываться как минимум на пять минут каждые два часа, в течение 24 часов в сутки.

Если пренебречь другими довольно очевидными с энергетической точки зрения проблемами, открытие окон в зимний период определяет попадание холодного воздуха и рассеивание теплого окружающего воздуха наружу, сводя на нет преимущества, связанные с высокой теплоизоляцией стен и двери и окна.

 

Управляемая механическая вентиляция

Управляемая механическая вентиляция всасывает воздух в помещении, загрязненный наиболее влажными средами (ванные комнаты и кухни), и подает эквивалентное количество чистого и, возможно, термогигрометрически скорректированного наружного воздуха в остальные комнаты (спальни и гостиные).

Системы контролируемой механической вентиляции по существу имеют две разные конфигурации:

• однопоточные системы;
• двухпоточные системы.

Механическая вентиляция с управлением одного потока

Это система, состоящая из вентилятора, который удаляет воздух из технических помещений (ванных комнат и кухонь), подавая свежий воздух в так называемые благородные комнаты (спальни и гостиные) через специальные вентиляционные отверстия, расположенные в окнах, коробках или на стенах.

Воздух проходит через внутренние области, используя зоны свободного прохода, созданные специально во внутренних окнах (подоконники, переходные решетки и т. Д.).

Единственные присутствующие воздуховоды (жесткие или гибкие) — это те, которые соединяют вытяжные решетки с всасывающим отверстием вентилятора.

Особенностью системы являются вытяжные и приточные вентиляционные отверстия, которые могут быть саморегулирующимися или гигрорегулируемыми.

Саморегулирующиеся форточки

Это самое простое устройство, обеспечивающее постоянную вентиляцию помещений.

Фактически, воздушный поток, заранее определенный при выборе размера системы, гарантируется установкой саморегулирующихся вентиляционных отверстий, которые поддерживают постоянный воздушный поток, проходящий через них, независимо от изменений внутренних условий окружающей среды и изменений в цепь.

Гидро-регулируемые вентиляционные отверстия

Они позволяют автоматически изменять скорость потока в зависимости от влажности в помещении.

Вентиляционные отверстия фактически снабжены устройством, реагирующим на влагу, которое изменяет секции воздушного канала в заданном рабочем диапазоне.

Если относительная влажность имеет тенденцию к падению, устройство ограничивает поток воздуха, поддерживая минимальное значение.

Преимущества и ограничения

Преимущества, связанные с однопоточной системой контролируемой механической вентиляции, можно резюмировать следующими основными терминами:

• более низкие начальные капиталовложения по сравнению с двухпоточной системой с рекуперацией тепла;
• меньшие размеры воздуховодов;
• особо облегченная система при реструктуризации;
• низкое потребление электроэнергии, так как есть только один вентилятор;
• низкие затраты на обслуживание.
• Среди недостатков можно выделить:
• меньшая экономия энергии за счет отсутствия рекуперации тепла;
• невозможность проверки качества свежего воздуха;
• попадание холодного зимнего и жаркого летнего воздуха.

Двойная механическая вентиляция

В этой системе подача и отвод воздуха происходит через два разных канала, подключенных к двум разным вентиляторам.

Вытяжка всегда происходит в служебных помещениях (ванных комнатах и кухнях), в то время как обновленный воздух вводится в благородные помещения (спальни и кухни).

По сравнению с простой проточной системой больше нет необходимости устанавливать внешние воздухозаборники непосредственно во внутренних помещениях.

Таким образом, организация двухпоточной контролируемой механической вентиляции обеспечивает:

• всасывающее устройство, которое с помощью вентилятора, предназначенного для этого, всасывает наружный воздух, фильтрует его от пыли и пыльцы и отправляет во внутреннюю распределительную сеть
• второй вентилятор, который всасывает загрязненный внутренний воздух, направляя его в вытяжной канал;
• блок рекуперации тепла, который в зимний период нагревает возобновляемый воздух, отнимая тепловую энергию от внутренней горячей до ее рассеивания за пределы здания; в летнее время происходит обратный процесс.

Двухпоточная управляемая механическая вентиляция: всасывание и вытяжка воздуха происходит через два отдельных воздуховода, которые возглавляются двумя разными вентиляторами.

Поскольку значительный процент тепловой энергии, используемой для нагрева или охлаждения окружающего воздуха, может быть рекуперирован, блок рекуперации тепла является фундаментальным элементом системы, поскольку потребление энергии связано с операциями воздухообмена, на которых энергетическая классификация здания.

Следует отметить, что вентиляционные установки, оборудованные рекуператором тепла, потребляют больше электроэнергии из-за больших перепадов давления, обусловленных наличием теплообменников.

Установки рекуперации тепла, используемые в контролируемой механической вентиляции, позволяют значительно экономить энергию, которая в любом случае зависит от климатической зоны, в которой они работают. Поскольку первоначальная стоимость этих систем несколько выше, чем у других устройств без рекуперации тепла, для поддержки технического выбора всегда рекомендуется выполнять экономический расчет окупаемости.

Кросс-потолочные теплообменники

Это рекуператоры статического типа, которые широко используются в системах контролируемой механической вентиляции из-за меньшего занимаемого пространства.

Эта особенность позволяет размещать его на потолке даже во внутренних помещениях здания, без необходимости подготовки конкретного помещения.

Обычные теплообменники с перекрестным потоком имеют средний КПД от 40% до 70%; Те, которые в настоящее время обычно используются в системах контролируемой механической вентиляции, представляют собой версии с противоточными воздушными потоками, способными достигать значений эффективности около 80% — 90%.

Роторные рекуператоры

Они оснащены цилиндрическим ротором непрерывного движения, выполняющим функцию аккумуляции и теплообмена. Для этого в вышеупомянутом компоненте выполнены многочисленные микроканалы, чтобы сделать боьшую поверхность доступной для теплообмена.

Вытесняемый окружающий воздух проходит через половину корпуса ротора, матрица которого поглощает и накапливает тепловую энергию, содержащуюся в потоке жидкости.

Свежий воздух, проходящий через другую половину, поглощает накопленное тепло.

По мере продолжения вращения части, которые поглощают и выделяют тепло, постоянно переворачиваются, так что процесс может продолжаться бесконечно.

Этот тип теплообменника также может восстанавливать часть влаги, присутствующей в воздухе, что позволяет в летнюю фазу снизить производительность устройств осушения.

По сравнению с предыдущими теплообменниками роторные рекуператоры имеют больше места и требуют дополнительной электроэнергии для перемещения ротора.

Общий КПД варьируется от 85% до 90%.

Термодинамические блоки рекуперации тепла

В своей наиболее функциональной конфигурации эти системы оснащены рекуператором с перекрестным потоком, интегрированным с тепловым насосом с обратным циклом, расположенным таким образом, чтобы создать серию рекуперации тепла: первый статического типа и второй активного типа. через термодинамический процесс.

Змеевики теплообменника испарения / конденсации погружаются в потоки воздуха, чтобы рекуперировать тепловую энергию, содержащуюся в отработанном воздухе, для передачи ее возобновляемому.

В зимний период воздух, забираемый снаружи, получает тепло, поэтому он может поступать внутрь при температуре выше, чем та, которая существует в нем.

В летнее время термодинамический цикл осушает и охлаждает обновленный воздух, который затем вводится с более низкой температурой, чем внешняя.

Имея возможность нагревать и охлаждать свежий воздух, с постепенным распространением в зданиях NZEB, эти системы будут единственной системой кондиционирования воздуха, присутствующей в них.

Электропоглощение, безусловно, выше, чем у предыдущих инженерных организаций по установкам управляемой механической вентиляции, а также пространство, необходимое для установки, и начальные затраты заставляют тщательно рассмотреть вопрос о внедрении этих систем.

Как и все механические системы, управляемая механическая вентиляция также имеет тенденцию со временем терять характеристики эффективности и гигиены, если не подвергаться надлежащему периодическому обслуживанию.

Аспекты технического обслуживания, особенно в системах с постоянной эксплуатацией, часто мало учитываются, становясь очевидными только в случае очевидных сбоев или повреждений, которые определяют прерывание обслуживания.

Чистка фильтров и их замена через регулярные промежутки времени, дезинфекция труб и нагнетательных камер, проверка эффективности блоков рекуперации тепла, проверка абсорбции вентиляторов и устройств с электрическим приводом должны быть частью соответствующей программы периодического технического обслуживания в г. чтобы, помимо прочего, удерживать потребление энергии в допустимых пределах.

Выводы

Приведенное выше описание систем представляет собой основу управляемой механической вентиляции; существуют более сложные системы, которые исследуют и эффективно решают определенные аспекты, полезные в определенных приложениях и ситуациях.

Как сейчас широко подтверждено, следует помнить, что вентиляция путем открытия окон определяет изменение окружающего воздуха примерно на 1,2 об / ч по сравнению со стандартным значением 0,5 об / ч для механических систем.

Системы естественной вентиляции также энергоемки, что соответствует скорости вентиляции 0,8 об / ч.

В средних условиях ветрености и вертикальной проницаемости здания системы вентиляции путем проникновения через окна и двери осуществляют вентиляцию только со скоростью, относящейся к значениям 0,05 об / ч.

В системах VMC используются вентиляторы с низким энергопотреблением (рабочая мощность 25–40 Вт — это мощность, обычно относящаяся к одиночному корпусу), вентиляторы с плоской кривой и, возможно, оснащенные инверторами.

Системы с фиксированным потоком откалиброваны для достижения постоянной вентиляции 0,5 об / ч.

В целом, гигро-регулируемая система обеспечивает среднюю вентиляцию 0,4 об / ч с экономией энергии около 15% по сравнению с фиксированной скоростью потока.

Двухпоточные системы с рекуперацией тепла также рассчитаны на обновление воздуха 0,5 об / ч; однако потребление энергии соответствует простой системе потока, которая достигает изменения 0,25 об / ч.