Вентиляция вытеснением

В последние годы проблема организации комфортного и эффективного воздухообмена зданий современной конструкции пользуется повышенным вниманием не только специалистов в области вентиляции и кондиционирования воздуха, но и многих проектных и строительных организаций. Причина тому - пластиковые окна, двери с герметичным притвором и другие ультрасовременные конструкции, повсеместное использование которых приводит к нарушениям санитарно-гигиенических условий эксплуатации новых или радикально реконструируемых помещений. Здесь зачастую чрезмерно повышается относительная влажность воздуха, на стенах проступает плесень и грибок, а на поверхности окон и откосов появляется обильный конденсат. В поисках решения этой проблемы российские проектировщики стали активно внедрять в нашей стране западный опыт, предполагающий организацию проветривания помещений вытесняющим потоком воздуха.

Возможности системы

Вентиляция вытеснением - наиболее эффективный метод принудительного воздухообмена, применяемый на различных промышленных объектах с повышенными тепловыделениями и большим количеством вредностей. Подобные системы наполняют свежим воздухом лаборатории, цеха, склады хранения сырья и материалов, транспортные мастерские, типографии, прачечные и другие помещения производственного назначения. Они используются и при вентиляции театров, магазинов (создание оазисов комфорта), предприятий общественного питания, учебных аудиторий и спортивных залов, а также помещений, требующих организации комфортного воздухообмена, - офисов, кабинетов VIP-персон и т. п.

Суть метода вентиляции вытеснением заключается в использовании естественных конвективных потоков, восходящих от тепловых источников в помещении. Чистый, слегка прохладный воздух подается в нижнюю зону помещения с малой скоростью и затапливает рабочую зону, вытесняя нагретый загрязненный воздух в верхнюю зону, в результате чего взвешенные в воздухе вредности благополучно покидают вентилируемые помещения через вытяжные устройства.

Это позволяет существенно повысить энергетическую эффективность вентиляции по сравнению с традиционными способами организации воздухообмена, когда приточный воздух подается в помещения одним или несколькими потоками и перемешивается с загрязненным воздухом, после чего "смесь" постепенно покидает помещения через вытяжные устройства.

Проектирование системы вентиляции вытеснением невозможно без привлечения высококлассных специалистов. Расчет приточного воздуха или выделений вредностей проводится с использованием достаточно сложного программного обеспечения и требует учета взаиморасположения по высоте и мощности отопительных устройств, которые влияют на динамику воздушных потоков внутри помещения. Если расчет выполнен неправильно, вследствие неравномерного нагрева помещений по высоте и воздействия посторонних токов воздуха, вызванных движением людей и предметов, может произойти смещение нагретых слоев воздуха вниз. В результате система будет функционировать по принципу вентиляции перемешиванием. Ошибки при определении скорости поступающих в помещения воздушных потоков приводят к возникновению сквозняков.

Конструктивные особенности системы

Основное конструктивное отличие вентиляции вытеснением от традиционной вентиляционной установки (рис. 2) заключается в наличии у первой специальных низкоскоростных распределителей воздуха, которые замыкают устья воздуховодов. Их располагают на уровне пола в обслуживаемых помещениях обособленно или монтируют в стену.

Корпуса воздухораспределительных колонн изготавливают из стального проката и покрывают белой краской; иногда колеруют в доминирующий цвет помещения. В стандартном исполнении колонны оснащаются фильтрами из пропилена или полиэстера с очень низким объемным весом, которые предназначаются для равномерного распределения воздушного потока по всей фронтальной поверхности. Передняя панель колонн снимается, вследствие чего фильтр легко доступен для чистки. Срок эксплуатации фильтра колеблется от 5 до 10 лет, однако для достижения максимальных значений срока службы вентиляционная установка должна поставлять к колоннам достаточно чистый отфильтрованный воздух.

В качестве дополнительных аксессуаров к колоннам прилагаются регулируемые по высоте основания, глушители, шиберы с измерительными патрубками, устройства для поддержания постоянного потока воздуха и соединительные муфты. По мере необходимости над воздухораспределителями могут быть установлены закрывающие воздуховод декоративные панели и глушители, имеющие ту же форму, что и само устройство. Внешний вид воздухораспределителей можно выбрать так, чтобы они органично вписывались в интерьер обслуживаемых пространств.

Среди ведущих производителей воздухораспределительных колонн, проявляющих наибольшую активность на российском рынке вентиляционной техники, следует отметить компании Systemair, Halton и ABB.
Для промышленных и специальных систем расчетная температура подаваемого воздуха должна быть на 1-5 градусов ниже комнатной температуры, а для комфортных систем эта разница составляет всего 1-3 градуса. Излишний перегрев или переохлаждение могут привести к образованию конвекционных потоков. Поэтому оборудование тракта воздухообработки должно регулировать температуру подаваемого в помещения воздуха с большой точностью. В зависимости от назначения помещений это может быть центральный или мини-центральный кондиционер модульного типа. Список сертифицированных международной сертификационной организацией Eurovent производителей такого рода техники, а также оборудования, обеспечивающего ее работу, мы публиковали в NN4 и 6 за 2000 год.

Вытесняющая вентиляция в помещениях с избытками тепла

Особенность вытесняющей вентиляции состоит в том, что температура повышается от пола к потолку. Особо следует подчеркнуть, что температура воздуха на уровне пола выше температуры его поверхности, что обусловлено перемешиванием приточного воздуха с воздухом помещения и радиационным теплообменом между потолком и полом.

Вертикальный градиент температуры воздуха в помещении не должен превышать 1,5–2 °C, что фактически ограничивает разность температур между зоной обслуживания, нижней зоной и верхней зоной вытяжки. При определенной температуре воздуха в обслуживаемой зоне температура приточного воздуха (при вытесняющей вентиляции) не может быть низкой, как это происходит в системах перемешивающей вентиляции. В помещениях с потолками высотой около 2,4 м разность температур составляет примерно 2 °C. В помещениях с более высокими потолками это значение может повышаться. 

Поскольку вытесняющая вентиляция обуславливает более низкую температуру воздуха в обслуживаемой зоне при определенной фиксированной температуре приточного воздуха, имеется возможность на протяжении практически всего года пользоваться естественным охлаждением, или, иначе говоря, охлаждением наружным воздухом. Кроме того, температура воздуха в обслуживаемой зоне может быть ниже, чем при перемешивающей вентиляции.

Поскольку в системе вытесняющей вентиляции холодный приточный воздух подается непосредственно в обслуживаемую зону, необходимо использовать воздухораспределители, которые обеспечивали бы необходимое перемешивание приточного воздуха с воздухом помещения. Ошибка с выбором приточной системы неизбежно влечет за собой проблемы холодных воздушных потоков, создающих дискомфорт для людей.

Зачастую оказывается, что объемы воздуха, необходимые для обеспечения теплового комфорта, значительно больше, чем требуется для получения максимальных преимуществ по качеству воздуха в системах вытесняющей вентиляции (от 10 до 20 л/с на человека). В этом случае экономически целесообразным решением, по сравнению с прямоточными системами, может стать рециркуляция. Предположим, что объем вентиляционного воздуха составляет 10 л/с на человека, при этом 40 % этого воздуха идет по рециркуляции. В этом случае концентрация СО2 в зоне дыхания составит примерно 900 ppm, тогда как в помещении с перемешивающей системой вентиляции она поднимется до 1 350 ppm. Таким образом, система вытесняющей вентиляции дает ощутимые преимущества и в плане качества воздуха, и в плане экономии энергоресурсов по кондиционированию помещений.

Вытесняющая вентиляция и отопление помещений

Когда речь идет о вытесняющей вентиляции, считается за правило, что вентиляционный воздух не может использоваться в целях отопления. Обычно тепло обеспечивается радиаторами, располагающимися под окнами либо на наружной стене. В качестве альтернативы может рассматриваться применение теплого пола: в этом случае температура пола достаточно низкая, чтобы приточный воздух растекался по нему, не сильно нагреваясь.

Подача воздуха

Как уже отмечалось, одна из основных проблем вытесняющей вентиляции – наличие характерных потоков холодного воздуха вблизи воздухораспределителей. Главная причина – неправильный их подбор. В этой связи представляется целесообразным подчеркнуть следующие обстоятельства:

•  Проблемы потоков холодного воздуха чаще всего возникают у воздухораспределителей, представляющих собой перфорированные пластины и разного рода решетки.
•  Воздухораспределители различного назначения имеют разные аэродинамические характеристики.
•  «Хороший» воздухораспределитель, предназначенный для подачи приточного воздуха с DТ=4–10 °C , обеспечивает хорошее перемешивание приточного воздуха с воздухом помещения и имеет ограниченную зону температурного дискомфорта.
•  «Хороший» воздухораспределитель, предназначенный для подачи приточного воздуха с DТ=0,5–2 °C, обеспечивает незначительное перемешивание приточного воздуха с воздухом помещения.

Таким образом, для обеспечения корректной работы вентиляционной системы с оптимальными рабочими и эксплуатационными характеристиками следует использовать воздухораспределители, предназначенные именно для данного вида помещений и имеющие подробную техническую документацию изготовителя.

Мы - профессиональная инжиниринговая проектно-монтажная компания. На нашем сайте Вы можете получить коммерческое предложение и найти необходимую информацию.

Получить коммерческое предложение

Получите коммерческое предложение по вашему объекту, отправив сейчас быструю заявку.

Опишите кратко суть задачи: