Dovodno-ispušna ventilacija: princip rada i značajke uređenja

U prostoriji ispunjenoj svježim zrakom lakše se diše, produktivnije radi i čvršće spava. Ali otvarati prozor radi provjetravanja svaka 2-3 sata problematično je, slažete li se? Osobito noću, kada svi članovi obitelji slatko spavaju.

Jedno od automatiziranih rješenja za ovaj zadatak je dovodno-ispušna ventilacija (DIV) prostorije. Ali kako je pravilno napraviti? Pomoći ćemo vam da proučite princip rada i razumijete osobitosti uređenja.

U našem članku razmotreni su sastavni elementi dovodno-ispušnog sustava, pravila njihova proračuna i normativi izmjene zraka u prostorijama različitog tipa.

Odabrane su sheme uređenja ventilacije, fotografije s prikazom pojedinih elemenata sustava, dane su korisne video preporuke za izradu ventilacijskog sustava u privatnoj kući vlastitim rukama.

Što je ventilacija?

Koliko često provjetravamo sobu? Odgovor mora biti maksimalno iskren: 1–2 puta dnevno, ako nismo zaboravili otvoriti prozor. A noću koliko puta? Retoričko pitanje.

Prema sanitarno-higijenskim normama ukupna masa zraka u sobi u kojoj se ljudi stalno nalaze mora se potpuno obnavljati svaka 2 sata.

Pod uobičajenom ventilacijom podrazumijeva se proces izmjene zračnih masa između zatvorenog prostora i okoliša. Taj molekularno-kinetički proces omogućuje uklanjanje viška topline i vlage pomoću filtracijskog sustava.

Ventilacija također osigurava usklađenost zraka u prostoriji sa sanitarno-higijenskim zahtjevima, što nameće vlastita tehnološka ograničenja na opremu koja će generirati taj proces.

Ventilacijski podsustav – skup tehnoloških uređaja i mehanizama za zahvat, odvod, premještanje i pročišćavanje zraka. On je dio složenog sustava komunikacija prostorija i zgrada.

Preporučujemo da ne uspoređujete pojmove ventilacije i klimatizacije – vrlo slične kategorije koje imaju niz razlika.

1. Osnovna ideja. Klimatizacija osigurava održavanje određenih parametara zraka u zatvorenom prostoru, naime temperaturu, vlažnost, stupanj ionizacije čestica i slično. Ventilacija pak vrši kontroliranu zamjenu cijelog volumena zraka kroz dovod i odvod.
2. Glavna značajka. Sustav klimatizacije radi sa zrakom koji se nalazi u prostoriji, a sam dotok svježeg zraka može uopće izostati. Sustav ventilacije uvijek radi na granici zatvorenog prostora i okoliša putem izmjene.
3. Sredstva i metode. Za razliku od ventilacije, u pojednostavljenom obliku klimatizacija predstavlja modularnu shemu od nekoliko blokova, koja obrađuje mali dio zraka i na taj način održava sanitarno-higijenske parametre zraka u navedenom rasponu.

Sustav ventilacije u kući može se proširiti na bilo koji potrebni opseg i osigurava, u slučaju hitne situacije u prostoriji, prilično brzu zamjenu cijelog volumena zračne mase. To se događa pomoću snažnih ventilatora, grijača, filtera i razgranatog sustava cjevovoda.

Možda Vam je zanimljiva informacija o uređenju ventilacijskog cjevovoda od plastičnih zračnih kanala, obrađena u našem drugom članku.

Osim osnovne funkcije, ventilacijski sustavi mogu biti dio interijera u industrijskom stilu, koji se primjenjuje za uredske i trgovačke prostore te zabavne ustanove.

Izdvaja se nekoliko klasa ventilacije, koje se mogu podjeliti prema načinu generiranja tlaka, širenja, arhitekture i namjene.

Umjetno potiskivanje zraka u sustavu vrši se pomoću potisnih jedinica – ventilatora, puhala. Povećanjem tlaka u sustavu cjevovoda moguće je premještati smjesu plina i zraka na velike udaljenosti i u značajnom volumenu.

To je karakteristično za industrijske objekte, proizvodne prostore i javne objekte s centralnim ventilacijskim sustavom.

Generacija tlaka zraka u sustavu može biti nekoliko vrsta: umjetna, prirodna ili kombinirana. Često se primjenjuje kombinirana metoda.

Razmatraju se ventilacijski sustavi lokalni i centralni. Lokalni ventilacijski sustavi su “točkasta” usko usmjerena rješenja za specifične prostore gdje je potrebna stroga usklađenost sa standardima.

Centralna ventilacija pruža mogućnost stvaranja redovite izmjene zraka za značajan broj prostorija iste namjene.

I posljednja klasa sustava: dovodni, odvodni i kombinirani. Dovodno-odvodni ventilacijski sustavi osiguravaju istovremeni dovod i odvod zraka u prostoru. To je najčešća podskupina ventilacijskih sustava.

Takve konstrukcije osiguravaju lako skaliranje i održavanje za najrazličitije prostore industrijskog, uredskog i stambenog tipa.

Fizička osnova ventilacijskog sustava

Dovodno-odvodni ventilacijski sustav predstavlja višefunkcionalni kompleks za izuzetno brzu obradu smjese plina i zraka. Iako je to sustav prisilnog transporta plina, u njegovoj osnovi leže potpuno objašnjivi fizički procesi.

Za stvaranje efekta prirodne konvekcije zračnih struja, izvori topline smještaju se maksimalno nisko, a odvodni elementi u stropu ili ispod njega.

Sama riječ “ventilacija” usko je povezana s pojmom konvekcije. Ona je jedan od ključnih elemenata pri premještanju zračnih masa.

Konvekcija je pojava cirkulacije toplinske energije između hladnih i toplih struja plina. Postoji prirodna i prisilna konvekcija.

Malo školske fizike za razumijevanje suštine zbivanja. Temperatura u sobi određena je temperaturom zraka. Nositelji toplinske energije su molekule.

Zrak je višemolekularna plinska smjesa koja se sastoji od dušika (78%), kisika (21%) i ostalih primjesa (1%).

U zatvorenom prostoru (prostoriji) imamo nehomogenost temperature u odnosu na visinu. To je povezano s nehomogenošću koncentracije molekula.

Uzimajući u obzir ravnomjernost tlaka plina u zatvorenom prostoru (prostoriji), prema osnovnoj jednadžbi molekularno-kinetičke teorije: tlak je proporcionalan umnošku koncentracije molekula i njihove prosječne temperature.

Ako je tlak svugdje isti, tada će umnožak koncentracije molekula i temperature u gornjem dijelu sobe biti ekvivalentan istom umnošku koncentracije i temperature:

p=nkT, n_gornji*T_gornji=n_donji*T_donji, n_gornji/n_donji=T_donji/T_gornji

Što je niža temperatura, veća je koncentracija molekula, a time i veća ukupna masa plina. Zato se kaže da je topli zrak “lakši”, a hladni — “teži”.

Ispravna ventilacija u kombinaciji s konvekcijskim efektom može održavati u prostoriji postavljeni temperaturni režim i vlažnost u razdobljima automatskog isključivanja glavnog grijanja.

U vezi s gore navedenim postaje jasan osnovni princip uređenja ventilacije: dovod (dotok) zraka obično se postavlja na dnu prostorije, a odvod (ispuh) — na vrhu. To je aksiom koji treba uzeti u obzir tijekom projektiranja ventilacijskog sustava.

Osobitosti dovodno-ispušne ventilacije

Dovodno-ispušna ventilacija djeluje s dva različita strujanja zraka po sastavu i namjeni, koja se naknadno obrađuju.

U PPV sva potrebna oprema i dodatni sustavi smješteni su u jedinstvenom okviru, koji se može postaviti unutar lođe, na tavanu, na zidu izvan kuće itd.

Posebna konstrukcija uređaja pruža široke mogućnosti za osiguranje ventilacije praktički bilo kojeg broja soba u zgradi.

Osim osnovne funkcije premještanja zraka, dovodno-ispušna ventilacija uključuje sljedeći arsenal pomoćnih podsustava i dodatnih funkcija.

Među kojima su sljedeće:

• hlađenje i zagrijavanje zraka;
• ionizacija i vlaženje čestica;
• dezinfekcija i filtracija zraka.

Razmotrimo tipični radni ciklus dovodno-ispušnog ventilacijskog sustava koji se temelji na dvokružnom modelu transporta.

U prvoj fazi dolazi do uzimanja hladnog zraka iz okoline i ispuha toplog zraka iz prostorije. S obje strane zrak prolazi kroz sustav pročišćavanja.

Nakon toga hladni zrak se prenosi u kalorifer (grijač) — karakteristično za PPV s rekuperacijom topline. Osim toga, toplina se hladnom plinu prenosi od ispušnog toplog zraka — karakteristično za obične sustave.

Nakon zagrijavanja i izmjene topline ispušni otpadni zrak se odvodi kroz vanjski kanal, a zagrijani svježi zrak se dovodi u prostoriju.

Popularna konfiguracija ventilacijskog modula uključuje toplinsku izmjenjivačku komoru (rekuperator) u kojoj se događa izmjena toplinske energije između protustrujnih tokova zraka. U svakom slučaju svaki tok prolazi kroz dvostruki sustav filtriranja.

Glavna načela rada dovodno-ispušne ventilacije su učinkovitost i ušteda.

Klasična shema dovodno-ispušne ventilacije ima sljedeće prednosti:

• visok stupanj pročišćavanja ulaznog toka
• jednostavan rad i održavanje uklonjivih elemenata
• cjelovitost i modularnost konstrukcije.

Za proširenje funkcionalnosti, dovodno-ispušne jedinice opremaju se pomoćnim upravljačkim i kontrolnim blokovima, sustavima filtera, senzorima, autotajmerima, prigušivačima buke, signalizatorima preopterećenja elektromotora, rekuperativnim blokovima, posudama za kondenzat i sl.

Dinamički parametri ventilacije

S projektiranjem ventilacijskog sustava povezano je dosta pitanja, jer u slučaju pogrešnog proračuna karakteristika, od sasvim ekonomičnog ventilacijskog kompleksa može se dobiti rasipnički “monstrum” energetskih resursa.

Što izravno utječe na financijske troškove njegovog održavanja. Kao rezultat, sama ideja ekonomičnog rada opreme se ne razmatra.

Glavno opterećenje ventilacijskog sustava pada na ventilator. Učinak ventilatora ovisi o obliku impelera (kotača s lopaticama), kvaliteti materijala i sklapanja opreme.

Kako bi se ispravno projektirala dovodno-ispušna ventilacija, preporučuje se izvršiti algebarske proračune učinka jedinice i dinamičkih parametara zračnih tokova.

Postoji nekoliko raznolikih metoda i algoritama izračuna, ali našoj će pozornosti biti predstavljena jedna od najjednostavnijih i najpouzdanijih varijanti.

Sve što je povezano sa sporednim procesima ovlaživanja, dodatne ionizacije i sekundarnog pročišćavanja u ovoj se fazi može zanemariti.

Normativi za uređenje

Navođenje potpunog popisa sanitarnih normi i pravila (SNiP) koja se postavljaju za različite ventilacijske sustave nije racionalno, jer bi materijala bilo dovoljno za nekoliko knjiga, ali je potrebno poznavati osnovne konstante za stambene i uredske prostore.

Što se tiče uredskih prostora, pri izgradnji ventilacijskog sustava glavna se pozornost posvećuje prostorijama u kojima će se nalaziti uredsko osoblje.

Nadalje, sve norme navedene su po osobi. U klasičnoj uredskoj zgradi na jednom katu nalazi se cjelovit skup raznovrsnih prostorija prema namjeni.

Na primjer, u uredu se u jednom satu mora zamijeniti 60 kubika zraka, u operacijskim dvoranama — 30-40 m³, u sanitarnom čvoru — 70 m³, u pušionici — više od 100 m³, u hodnicima i predvorjima — 10 m³.

Prema općim sanitarnim normama za stambene prostore, u jednom satu događa se potpuna izmjena zračne mase u količini od 30 m³ po osobi — izračun na temelju broja stanara.

Postoji još jedan pristup izračunu volumena zraka — po površini. Na svaki kvadratni metar stambenog prostora dolazi 3 m³.

Zasebno valja spomenuti ventilaciju industrijskih objekata i skladišnih hangara — 20 m³ po jedinici površine. U tako velikim prostorijama ventilacijski sustavi grade se na temelju višekomponentnog sustava parnih ventilatora (4, 8, 16 i više komada u okviru).

Za ostale pomoćne prostorije postoje gotovi normativni parametri. Tako, kuhinja s električnim štednjakom — više od 60 m³, s plinskim štednjakom — više od 80 m³, kupaonica — najmanje 25 m³ itd.

Osim toga, potrebno je upamtiti da za stambene sobe brzina zračnih struja iznosi najviše 2 m/s, a za kuhinju i sanitarni čvor brzina bi trebala biti 4-6 m/s.

Formule i objašnjenja za njih

Prelazimo izravno na karakteristike i formule. Izračuni se odvijaju u nekoliko faza, pri čemu na svakoj od njih izračunavamo jednu od karakteristika ventilacijskog sustava.

Radni volumen zraka

Razmotrimo izračun radnog volumena zraka (m³/h).

Za ured preporučujemo izračun prema broju ljudi:

V=35*N,

Gdje je N broj ljudi koji se istovremeno nalaze u prostoriji.

Za stanove i privatne kuće potrebno je izvršiti izračun s obzirom na volumen stambenog prostora:

V=2*S*H,

Gdje: 2 je koeficijent višestrukosti izmjene zraka u jedinici vremena (za 1 sat); S je stambena površina; H je visina prostorija.

Izračun presjeka zračnog kanala

Presjek zračnog kanala za ventilaciju računa se u cm². Glavni zračni kanali su dva tipa u presjeku: okrugli i pravokutni.

Površina presjeka cijevi izračunava se prema omjeru:

S_presjek=V*2,8/ω,

Gdje: S_presjeka — površina presjeka; V — volumen zraka (m³/h); 2,8 — koeficijent usklađivanja dimenzija; ω — brzina protoka u glavnom kanalu (m/s).

Brzina protoka zraka koji prolazi kroz glavni kanal obično iznosi 2-3 m/s.

Nakon što izračunate površinu presjeka zračnog kanala, možete odrediti promjer za okrugli kanal ili širinu/visinu za pravokutni kanal. Poznavajući širinu, možete pronaći visinu presjeka i obrnuto. Promjer okruglog presjeka bit će jednak √4*S_presjeka/pi

Broj i veličina difuzora

Razmotrite dalje kako izračunati broj i veličinu difuzora. Dimenzije raspršivača obično se biraju 1.5-2 puta veće od površine presjeka glavnog kanala.

S brojem difuzora malo je složenije; oni se izračunavaju po formuli:

N=V/(2820*ω*d²),

Gdje: N – traženi broj difuzora; V – protok zračne mase (m³/h); ω – brzina protoka zraka (m/s); d – promjer difuzora (m), ako je okruglog oblika.

Ako je difuzor pravokutnog presjeka, tada:

N=π*V/(2820*ω*4*a*b),

Gdje: π – broj Pi, a i b – dimenzije presjeka.

Parametri performansi jedinice

Poznate su dvije najvažnije karakteristike ventilacijske jedinice – snaga i razina generiranog tlaka. Snaga ventilacijske stanice izračunava se na sljedeći način:

P=ΔT*V*Cv/1000,

Gdje: ΔT – delta temperature zraka na ulazu/izlazu (°C); V – protok zračne mase (m³/h); Cv – toplinski kapacitet zraka (0,336 Wh/m³·°C).

Generirani tlak određuje se prema karakterističnoj krivulji performansi glavnog ventilatora.

Ovaj parametar treba biti ekvivalentan aerodinamičkom otporu zračne mreže. Proizvođači ventilatora daju grafikon krivulje u tehničkom listu proizvoda.

Osim toga, važno je imati opću predodžbu o grijaču ulaznog toka zraka – kaloriferu. To je zaseban dio ventilacijskog sustava gdje se zrak zagrijava. Prolazeći, primjerice, kroz toplinski radijator, zrak se time zagrijava.

Kalorifer u kojem se zagrijavanje odvija kroz radijator i izmjenu toplinske energije s odvodnim tokom naziva se rekuperator. Postoje jednosekcijski i višesekcijski rekuperatori koji omogućavaju miješanje zračnih tokova s velikom razlikom njihovih ulaznih temperatura.

Zaključno, vrijedi spomenuti napon napajanja za ventilacijsku jedinicu. Preporučuje se korištenje mreže napona 380 V, koja će osigurati pouzdan rad jedinice bilo koje snage.

Specifičnost ugradnje mehaničke ventilacije

S ugradnjom ventilacijske jedinice dovodnog tipa kućni bi se majstor, bez sumnje, mogao nositi bez angažiranja radnika.

Međutim, valja imati na umu da se radovi izvode na visini opasnoj za neiskusnog izvođača. Stoga je bolje angažirati one koji imaju iskustvo, alate i sigurnosne naprave za izvođenje sljedećih faza:

Po završetku nikako jednostavnih manipulacija pri montaži same dovodne jedinice, preostaje samo njezino priključenje na instalacije.

Razmotrimo detaljnije ovaj postupak uz pomoć sljedeće fotogalerije.

Informacije o redoslijedu montaže prisilnih ventilacijskih jedinica pomoći će izbjeći mnoge grube pogreške koje čine neiskusni monteri.

Osobitosti izgradnje prirodne DIV

Pri razvoju kvalitetne prirodne dovodno-ispušne ventilacije, većina stručnjaka pridržava se svojevrsnog “pravilnika” projektno-montažnih radova.

Ova pravila pomažu stvoriti doista učinkovita i ekonomična rješenja čak i za najnestandardnije rasporede soba i pomoćnih prostorija u privatnoj kući i višesobnom stanu višekatnice.

Tijekom projektiranja ventilacije treba nastojati stvoriti prirodno strujanje zraka iz stambenih soba kroz hodnike do kupaonice i kuhinje

Hodnici u tom slučaju djeluju kao protočni prostori. Stoga glavni ventilacijski blok sustava treba smjestiti u središte kuće, u gornji dio hodnika ili pomoćnih prostorija.

Na primjer, ventilacijski modul za dvokatnu privatnu kuću može se smjestiti na prvom katu na vrhu pomoćne prostorije ili glavnog hodnika. Za jednokatnu kuću, kao opcija, u donjem dijelu tavana.

Prilikom polaganja glavnog cjevovoda, treba imati na umu da dovodni zrak treba ići u stambene sobe, a ispušni treba odlaziti kroz kuhinje i pomoćne prostorije.

Stoga se dovodni difuzori postavljaju na uvjetnoj granici “soba-okolina”, a ispušni uređaji u kuhinji, kupaonici, pomoćnoj prostoriji, WC-u.

Difuzor objedinjuje dvije funkcije: ravnomjernu distribuciju svježeg i odvod već korištenog zraka. Dolaze u najrazličitijim oblicima. Izrađuju se od tankog lima i plastike

Postoje napomene u vezi s visinom položaja ulaznih i izlaznih zračnih otvora. Izlaz ventilacijskog sustava obavezno se postavlja iznad razine krova zgrade.

To će zaštititi DIV od sekundarnog usisavanja upravo ispuštenog zraka kroz ispušne otvore.

Usis svježeg zraka potrebno je vršiti na visini ne manjoj od 2 metra od površine tla.

Jer se sitne abrazivne čestice i prašina mogu podići zračnim strujama na visinu veću od 1 metra i uletjeti u dovodne difuzore, čime brzo začepljuju filtere primarnog čišćenja.

Zaključci i koristan video na temu

U videu se pričaju i demonstriraju značajke projektiranja i montaže DIV-a u privatnoj kući:

Još jedan ilustrativan primjer gotovog rješenja za ventilaciju privatne jednokatne drvene kuće:

Sažimajući gore navedene informacije, napominjemo da je dovodno-ispušna ventilacija sustav koji je jednostavan za projektiranje, dostupan za nabavu i montažu.

Ventilacija u kombinaciji sa sustavom grijanja omogućuje organiziranje ravnoteže svježeg i toplog zraka u prostoriji.

Bavili ste se uređenjem ventilacije na vikendici? Ili poznajete tajne projektiranja i montaže ventilacijskog sustava u stanu? Podijelite, molim Vas, svoje iskustvo – ostavite svoje komentare na ovaj članak.