Комплектация и функции оборудования в системах вентиляции
Как устроена система вентиляции?
Системы вентиляции включают группы самого разнообразного оборудования.
- 1. Вентиляторы.
- 2. Вентиляторные агрегаты.
- 3. Вентиляционные установки.
- 4. Шумоглушители.
- 5. Воздушные фильтры.
- 6. Воздухонагреватели.
- 7. Воздухоохладители.
- 8. Увлажнители.
- 9. Осушители.
- 10. Обеззараживатели.
- 11. Рекуператоры.
- 12. Воздуховоды.
- 13. Запорные, регулирующие и воздухораспределительные устройства.
- 14. Тепловая изоляция.
- 15. Системы автоматики.
1. Вентиляторы:
Вентилятор - основа любой системы искусственной вентиляции. Он подбирается с учетом двух основных параметров: производительности, то есть количества прокачиваемого воздуха и полном давлении. По конструктивному исполнению вентиляторы бывают двух видов: осевые (пример - бытовые вентиляторы «на ножке») и радиальные (центробежные) (типа «беличье колесо»). Осевые вентиляторы обеспечивают хорошую производительность, однако характеризуются низким полным давлением, то есть, если на пути воздушного потока встречается препятствие (длинный воздуховод с поворотами, решетка и т.п.), то скорость потока существенно уменьшается. Поэтому в системах вентиляции с разветвленной сетью воздуховодов применяют радиальные вентиляторы, отличающиеся высоким давлением созданного воздушного потока. Другими важными характеристиками вентиляторов является уровень шума и габариты. Эти параметры в большой степени зависят от марки оборудования.
2. Вентиляторные агрегаты:
Вентиляторный агрегат - установка, в которой вентилятор с электродвигателем смонтированы в корпусе и на несущей раме. Большинство вентиляторов поставляется в виде вентиляторных агрегатов. На сегодняшний день наибольшее распространение имеют канальные и «крышные» агрегаты.
Канальные вентиляторные агрегаты - предназначены для установки непосредственно в вентиляционную сеть круглого или прямоугольного сечения. Выпускаются в широком диапазоне производительности, в обычном или шумоизолированном корпусе, позволяют создавать любые конфигурации приточных и вытяжных вентиляций.
«Крышные» вентиляторные агрегаты или вытяжные вентиляторные агрегаты, устанавливаемые на кровлях, вентиляционных шахтах и дымоходах, предназначены для вытяжных систем вентиляции, систем дымоудаления или обеспечения каминной тяги. «Крышный» вентиляторный агрегат состоит из вентилятора, электродвигателя и устройств автоматического регулирования, виброизолирующих прокладок, заключенных в едином корпусе из гальванизированной или нержавеющей стали. Отличаются простотой конструкция, легкостью монтажа, наружная установка экономит полезную площадь здания.
3. Вентиляционные установки:
Вентиляционная установка - установка, в корпусе которой помимо вентилятора с электродвигателем смонтированы один или несколько блоков отвечающих за ту или иную функцию.
Приточные вентиляционные установки (в зависимости от исполнения) осуществляют фильтрацию свежего воздуха, его нагрев, охлаждение, осушку или увлажнение и подачу в систему воздуховодов для последующей раздачи по помещениям или технологическим процессам. Приточные вентиляционные установки состоят из единого корпуса, обычно выполненного из шумопоглощающих панелей.
Вытяжная вентиляционная установка состоит из вентилятора, несущей рамы с резиновыми амортизаторами, гибких вставок и регулирующих клапанов собранных в едином корпусе.
В состав приточно-вытяжной вентиляционные установки входят приточный и вытяжной вентилятор, и все возможные блоки и секции необходимые заказчику, объединенные в едином корпусе.
4. Шумоглушители.
Поскольку вентилятор является источником шума, после него обязательно устанавливают шумоглушитель, чтобы предотвратить распространение шума по воздуховодам. Основным источником шума при работе вентилятора являются турбулентные завихрения воздуха на его лопастях, то есть аэродинамические шумы. Для снижения этих шумов используется звукопоглощающий материал определенной толщины, которым облицовываются одна или несколько стенок шумоглушителя. В качестве звукопоглощающего материала обычно используют минеральную вату, стекловолокно и т.п.
5. Воздушные фильтры:
Фильтр необходим для защиты, как самой системы вентиляции, так и вентилируемых помещений от пыли, пуха, насекомых. Воздушные фильтры грубой очистки применяются при невысоких требованиях к чистоте воздуха. Они предназначены для уменьшения запыленности воздуха, подаваемого в вентилируемые помещения с обычными требованиями. Такие воздушные фильтры применяются для защиты теплообменников, оросительных камер, приборов автоматики и другого оборудования вентиляционных камер от запыления, а также компрессоров и другого оборудования холодильных камер, для сведения к минимуму загрязнения стен и потолков около воздухораспределительных устройств.
Воздушные фильтры грубой очистки могут применяться в качестве первой ступени очистки перед более эффективными фильтрами.
Воздушные фильтры тонкой очистки применяются для тех же целей, что и воздушные фильтры грубой очистки. Но так как они удовлетворяют более жестким требованиям к чистоте воздуха, кроме упомянутых случаев, эти воздушные фильтры используются для предохранения ценной внутренней отделки и оборудования вентилируемых зданий от загрязнения отложениями мелкодисперсной пыли, например, в музеях, памятниках архитектуры, отдельных производствах и т.д.
Наиболее эффективные из воздушных фильтров тонкой очистки применяют для помещений с чувствительными коммутационными аппаратами, для больничных палат, административных зданий, высококлассных гостиниц, лабораторий, при производстве продуктов питания, в ряде производств фармацевтической промышленности.
Воздушные фильтры особо тонкой очистки предназначены для поддержания в помещениях заданной в соответствии с технологическими требованиями чистоты воздуха и для помещений с высокими требованиями к качеству воздуха: в фармацевтической промышленности, медицинских операционных, в лабораториях электроники, бактериологических исследований, в ядерной и изотопной промышленности, на предприятиях электронной, оптической промышленности.
6. Воздухонагреватели (калориферы):
Воздухонагреватели предназначены для нагрева приточного воздуха в холодное время года. Воздухонагреватели бывают электрическими, водяными и паровыми в т.ч. возможны варианты на базе теплообменников тепловых насосов.
Электрические нагреватели (электрокалориферы) состоят из спирально-навивных или спирально-оребренных ТЭНов, или нагревательных элементов, выполненных из нержавеющей стали и заключенных в корпусе. Электрические нагреватели имеют также встроенные термостат перегрева и противопожарный термостат.
Водяные и паровые воздухонагреватели представляют собой теплообменник, в который подается нагретая вода, пар или этиленгликолевые растворы. По конструктивному исполнению водяные и паровые воздухонагреватели бывают гладкотрубными и ребристыми. В гладкотрубных воздухонагревателях нагревательным элементом служат трубы с гладкой поверхностью. В ребристых воздухонагревателях наружная поверхность труб имеет оребрение, в результате чего площадь теплоотдающей поверхности повышается.
Воздухонагреватели на базе теплообменников (конденсаторов) тепловых насосов позволяют на 1 кВт потраченной электроэнергии подать 3 кВт тепла, но особенно данное решение актуально в приточно-вытяжных системах как 100% утилизатор тепла из удаляемого воздуха вытяжной вентиляцией.
7. Воздухоохладители:
Воздухоохладители предназначены для охлаждения приточного воздуха в теплое время года. Воздухоохладители бывают водяными или фреоновыми.
Водяные воздухонагреватели представляют собой теплообменник, в который подается охлажденная вода или этиленгликолевые растворы (теплоноситель). Обычно за охлаждение воды отвечает фреоновая холодильная машина - через охлаждающий теплообменник (испаритель) которой насос перекачивает теплоноситель к воздухоохладителю.
В фреоновые воздухоохладители («прямые» испарители) подается фреон непосредственно с холодильной машины, а точнее с упрощенной ее версии именуемой компрессорно-конденсаторным блоком. Подобное решение позволяет отказаться от промежуточных гидравлических систем, но лишает данную систему гибкости в плане дальнейшей модернизации или возможности подключения дополнительных функций.
При комплектации систем вентиляции холодильными машинами, необходимо выбирать модели оснащенные реверсивным вентилем для возможности их эксплуатации в роли простейших (работа до -5º) тепловых насосов, при этом в случае необходимости подогрева воздуха роль воздухонагревателя (см. п. 6) берет на себя воздухоохладитель.
8. Увлажнители:
Промышленные увлажнители воздуха применяются для увлажнения воздуха на производстве, а так же для создания комфортного микроклимата. Конструктивно (по способу увлажнения) промышленные увлажнители делятся на следующие типы:
Увлажнители воздуха с погружными электродами.
В паровом цилиндре происходит нагрев воды за счет замыкания цепи электрического тока через минерализованную воду с помощью погружных электродов;
Увлажнители воздуха с электронагревательными элементами.
Принцип работы увлажнителя схож с увлажнителем с погружными электродами. Главным отличием увлажнителя с электронагревательными элементами является тот факт, что он может использовать воду практически любой жесткости;
Паровые увлажнители воздуха.
Прибор подключается к независимой системе пароснабжения;
Газовые увлажнители.
Вместо электроэнергии для получения пара используется энергия горения газа;
Распылительные увлажнители воздуха (автомайзеры).
В автомайзерах без сжатого воздуха - вода под большим давлением проходит через форсунки, образуя на выходе тонко дисперсную однородную взвесь. В автомайзерах на сжатом воздухе - струя воды смешивается с жатым воздухом и на выходе из форсунок получается дисперсная однородная взвесь; Дисковые автомайзеры используют принцип действия центробежных сил работы центробежного насоса, распыляющего воду через распылительные отверстия.
9. Осушители.
Процесс осушения воздуха достигается за счет включения в систему воздухоохладителя, в комплекте с каплеуловителем и системой отвода конденсата, и соответствующей холодильной машиной описанными в п. 7.
10. Обеззараживатели.
Промышленные фотокаталитические обеззараживатели воздуха - современное решение проблемы по биологической очистке воздуха. Существующие системы компактны и просты в монтаже, что позволяет использовать их не только на производстве и медицинских объектах но и в обычном доме, квартире и офисе. В основе прибора лежит метод фотокаталитической очистки воздуха, позволяющий на молекулярном уровне справляться практически с любыми веществами, разрушая их до безвредных компонентов - углекислого газа и воды.
Приборы предназначены для борьбы с аллергенами, пылью, неприятными запахами, болезнетворными бактериями и вирусами, токсичными химическими веществами.
11. Рекуператоры.
Рекуператор представляет собой специальный теплообменник, в котором происходит отбор тепла от вытяжного воздуха и его передача приточному воздуху, что позволяет получить значительную экономию при эксплуатации оборудования.
Система утилизации тепла (холода) в приточно-вытяжной вентиляции применяется как энергосберегающая технология - по передаче тепла от вытяжной вентиляции приточной, зимой, и холода летом. Рекуператоры бывают нескольких типов:
Перекрестно-точный или пластинчатый рекуператор представляет собой кассету, в которой вытяжной и приточный воздух проходят по каналам, разделенными листами оцинкованной стали. Оба потока не смешиваются, но происходит неизбежный теплообмен за счет одновременного нагрева и охлаждения пластин с разных сторон. Пластинчатый рекуператор является одним из самых распространенных благодаря своей дешевизне и компактной конструкции. Однако есть недостаток конструкции - вероятность обмерзания рекуператора со стороны вытяжки при работе приточной вентиляции в условиях очень низких наружных температурах, за счет наличия в вытяжных каналах конденсата.
Для крупных объектов применяют другой тип рекуператоров: роторный. Роторный рекуператор представляет собой цилиндр, начиненный продольно расположенными слоями гофрированной стали. Вращаясь, барабан рекуператора сначала пропускает через себя теплый вытяжной, затем холодный приточный воздух. Пластины поочередно нагреваются и охлаждаются, отдавая тепло поступающему холодному воздуху, непрерывно подогревая его. Такой тип теплоутилизатора является наиболее эффективным. Но в то же время и довольно громоздким и такие установки применяют на больших объектах, с возможностью размещения в просторной венткамере.
Существуют также рекуператоры с промежуточным теплоносителем. Эти устройства представляют собой два жидкостных теплообменника, по которым циркулирует раствор этиленгликоля. Являются единственно возможными для рекуперации в раздельных системах, где приточная и вытяжная секции отделены друг от друга на расстоянии. Также используются в случаях, когда недопустимо перемешивание приточного и вытяжного воздуха. Циркуляция теплоносителя происходит за счет насоса.
На сегодняшний день мы предлагаем современное решение: использовать вместо растворов фреоны, а вместо насоса компрессор, т.е. тепловой насос. Подобный способ утилизации эффективнее в три раза обычных жидкостных теплообменников.
Различные типы рекуператоров позволяют экономить от 10 до 50 % тепла, удаляемого из помещения с вытяжным воздухом, комплектация вентиляции тепловым насосом в комплексе с пластинчатым рекуператором позволяет утилизировать до 100% тепла при отоплении или холода при работе системы в режиме кондиционирования.
12. Воздуховоды.
После выхода из шумоглушителя обработанный воздушный поток готов к распределению по помещениям. Для этих целей используется воздухопроводная сеть, состоящая из воздуховодов и фасонных изделий (тройников, поворотов, переходников).
По форме воздуховоды делятся на воздуховоды круглого и прямоугольного сечения.
В зависимости от материала, из которого изготовляются воздуховоды, они бывают металлические, металлопластиковые и неметаллические.
По конструкции воздуховоды делятся на прямошовные и спиральные, а по способу соединения - на фланцевые, бесфланцевые и сварные.
Кроме этого воздуховоды могут быть гибкими, полугибкими, теплоизолированными, а также выполняющими роль шумоглушителя (звукопоглащающими).
Достоинства и недостатки различных типов воздуховодов.
Круглые воздуховоды при одинаковой площади сечения создают меньшее сопротивление, чем прямоугольные, прочнее прямоугольных, требуют для изготовление на 18-20 % меньше металла, менее трудоемки в изготовлении.
Прямоугольные воздуховоды при открытой установке лучше вписываются в интерьер и проще размещаются в пространствах с ограниченной высотой.
Гибкие воздуховоды круглого сечения легкие, не нуждаются в специальных поворотах, в результате чего воздуховод имеет меньше соединений, что упрощает монтаж. Однако гибкие воздуховоды создают большое аэродинамическое сопротивление, которое может оказаться чрезмерным при протяженной сети.
Металлопластиковые воздуховоды имеют небольшую массу и гладкую поверхность, не требуют дополнительной теплоизоляции, имеют хороший внешний вид. Однако они дороги и пока мало распространены. Наибольшее распространение получили металлические воздуховоды, имеющие наибольший предел огнестойкости, невысокую цену и возможность изготовления непосредственно на объекте.
13. Запорные, регулирующие и воздухораспределительные устройства.
Наиболее часто используемыми запорными и регулирующими устройствами в системах вентиляции и кондиционирования являются воздушные клапаны, регулирующие диафрагмы и обратные клапаны.
Воздушный клапан представляет собой устройство для управления расходом воздуха в приточных и вытяжных установках вентиляции и кондиционирования воздуха. Воздушные клапаны предназначены для пропорционального регулирования и равномерного распределения воздушного потока по площади поперечного сечения, стоящей за клапаном секции. Воздушные клапаны состоят из лопаток (створок) соединенных общей тягой, присоединяемой к приводу, - ручному или электрическому.
Диафрагма регулирующая представляет собой устройство, устанавливаемое на ответвлении воздуховода и предназначенное для регулирования расхода перемещаемого по нему воздуха во время пуско-наладочных работ. Конструктивно представляют собой диск с отверстием переменного открытого сечения, работает по принципу диафрагмы фотоаппарата.
Обратные клапаны служат для пропуска воздуха в одном направлении и предотвращают его движение в противоположном. Выпускаются в двух наиболее простых модификациях: типа "бабочки" и типа "инерционной решетки". 
Воздухораспределитель представляет собой устройство, через которое воздух поступает в помещение. Устройства воздухоудаления представляют собой приемные отверстия вытяжного и рециркуляционного воздуха, оборудованные решетками, перфорированными панелями и другими сетевыми элементами.
По конструктивному исполнению воздухораспределители и устройства воздухоудаления весьма разнообразны:
Решетки могут быть приточными и вытяжными. Те и другие бывают регулируемыми и нерегулируемыми; круглой, квадратной, прямоугольной формы; металлические (чаще стальные или алюминиевые) или пластмассовые; с декоративным оформлением или без него; различных расцветок и размеров; с направлением потока приточного (или с забором удаляемого) воздуха в одну, две, три или четыре стороны.
Щелевые воздухораспределители создают плоские струи. По сравнению с решетками, при одинаковой площади выпуска воздуха, щелевые воздухораспределители формируют струю с большей дальнобойностью.
Плафонами, как правило, называют воздухораспределители, предназначенные для размещения на потолке и создающие веерные или конические струи. Иногда используют плафоны для настенной и напольной установки.
Дисковые плафоны имеют плоский диск, оставляющий между собой и корпусом воздухораспределителя кольцевую щель, через которую истекает рассеянная коническая струя.
Многодиффузорные плафоны состоят из ряда конусов с увеличивающимися диаметрами. Они одновременно могут создавать веерные струи, настилающиеся на потолок и асимметричная струя, обладая малой дальнобойностью, размывается уже на расстоянии, равном двум-четырем диаметрам патрубка.
Насадки с форсунками состоят из воздухораспределительной панели и камеры постоянного давления, через которую подводится приточный воздух.
На воздухораспределительной панели определенным образом располагаются форсунки, через которые воздух подается в помещение отдельными закрученными струями. Форсунки могут поворачиваться на 360°, поэтому направление каждой струи может быть отрегулировано в отдельности.
Сопловые воздухораспределители предназначены для раздачи воздуха с высокими скоростями истечения (до 30-40 м/с).
Перфорированный воздухораспределитель - один из видов воздухораспределителя, представляющий собой панель с перфорацией или воздуховод круглого или прямоугольного сечения с небольшими отверстиями (перфорацией) в стенках, расположенными в несколько рядов.
14. Тепловая изоляция.
Тепловая изоляция воздуховодов и трубопроводов предназначена для предотвращения потерь тепла и холода, а также выпадения на их поверхности конденсата и исключения обмерзания, когда коммуникации проходят по неотапливаемым помещениям. При выборе тепловой изоляции воздуховодов-трубопроводов необходимо руководствоваться следующими требованиями:
- хорошие теплоизоляционные свойства, в частности, низкую теплопроводность, что обеспечит поддержание стабильной температуры, способствуя этим сбережению электроэнергии, а также предотвратить образование конденсата на поверхности;
- высокое сопротивление проникновению влажности к поверхности трубопроводов и воздуховодов;
- соответствие требованиям пожаробезопасности;
- простота монтажа и надежность при эксплуатации;
- экологическая и гигиеническая чиста.
15. Системы автоматики.
Автоматика позволяет централизованно задавать необходимые параметры температуры, воздухообмена и прочих нюансов микроклимата помещения. Автоматика защитит оборудование от скачков напряжения, перегрева и короткого замыкания, тем самым, позволив вам избежать ремонта, а иногда и покупки новых агрегатов. Также автоматика вентиляции, кондиционирования и отопления интегрируется с системами противопожарной защиты. Современная автоматика, кроме всего прочего, позволяет программировать параметры работы системы, а значит, сводить человеческое участие в ее функционировании к возможному минимуму.
Функции выполняемые автоматикой зависят от требований заказчика с учетом площади помещения, специфики его работы, возможностей электротехнического оборудования, способов теплоснабжения объекта. Автоматика может представлять собой как простейшую систему рубильников со световыми индикаторами, позволяющих отслеживать включение и выключение агрегатов, так и современную мощную систему на базе процессоров, объединяющую в себе многочисленные датчики, возможности тонкой настройки параметров работы оборудования, дистанционное управление им и так далее.
