Приточно-смукателни вентилационни инсталации: сравнителен преглед на различните типове оборудване

Естествената система за циркулация на въздух често дава грешки – нейната производителност зависи от природни фактори и използването на херметични стъклопакети. Принудителната вентилация е лишена от тези недостатъци.

За нормализиране на въздухообмена се използва приточно-смукателна инсталация – практично и ефективно решение. Многообразието от климатично оборудване позволява да се избере модел за конкретни условия на експлоатация. Въпреки това да се определи подходящото устройство понякога е проблематично, съгласни ли сте?

Ние ще ви помогнем да решите този въпрос. В статията е представена информация за принципите на работа и особеностите на експлоатация на различните видове приточно-смукателни агрегати. За да улесним избора, ние посочихме главните характеристики и параметри на устройствата, които задължително трябва да се вземат предвид при покупка.

Съставни елементи на принудителната вентилация

Приточно-смукателният модул е главният компонент на вентилационната система с принуждение. Инсталацията осигурява нормирана циркулация на въздух в затворено пространство – подаване на чисти потоци и извеждане на отработени маси.

Вентилационният модул представлява комплекс от оборудване, затворен в един корпус (моноблоков агрегат) или сглобен от наборни елементи.

Схема на устройството на принудителната вентилационна система: 1 – приточно-смукателен модул (ПСМ), 2 – въздуховоди, въздухозаборни решетки, преходници, 3 – разпределители на въздушни струи, 4 – блок за автоматика (+)

Конструкцията на приточно-смукателния агрегат задължително включва следните елементи:

1. Вентилатор. Базов компонент за работа на изкуствена система за въздухообмен. В ПСМ с разклонена мрежа от въздуховоди се инсталират радиални вентилатори, поддържащи високо налягане на въздуха. В преносимите ПСМ е допустимо прилагането на аксиални модели.
2. Въздушен клапан. Инсталира се зад външната решетка и предотвратява постъпването на въздух отвън при изключена система. При неговото отсъствие през зимата в помещението ще проникват студени потоци
3. Магистрала на въздуховодите. В системата са включени две линии канали: едната е подаване, а втората – извеждане на въздуха. И двете мрежи преминават през ПВУ. Към първия въздуховод се свързва приточен вентилатор, към втория – съответно, смукателен.
4. Автоматика. Работата на инсталацията се регулира от вградена автоматична система, която реагира на показанията на сензорите и зададените от потребителя параметри.
5. Филтри. За пречистване на постъпващите маси се прилага комплексно филтриране. На входа на приточния въздуховод се поставя филтър за грубо почистване, чиято задача е задържане на пух, насекоми и частици прах.

Основното предназначение на първичното пречистване е защита на вътрешните компоненти на системата. За по-фино филтриране пред въздухоразпределителите се монтират фотокаталитичен, въгленов или друг тип бариера.

Устройство на ПВУ на примера на модел Вентс ВУТ с рекуперация и нагревател. В конструкцията е предвиден байпас за защита на топлообменника през зимния период (+)

Някои комплекси са оборудвани с допълнителни функции: охлаждане, климатизация, овлажняване, многостепенна система за пречистване и йонизация на въздуха.

Принцип на работа на приточно-смукателния комплекс

Работният цикъл на ПВУ се основава на двуконтурна схема на транспортиране.

Целият процес на вентилиране може да се раздели на няколко етапа:

1. Поемане на въздушния поток от улицата, неговото пречистване и подаване към разпределителите чрез въздуховод.
2. Постъпване на замърсените маси в смукателния канал и последващото им транспортиране до изходната решетка.
3. Изхвърляне на отработените струи навън.

Схемата на циркулация може да бъде допълнена с етапи на пренос на топлинна енергия между двата потока, допълнително нагряване на входящия въздух и т.н.

Работа на ПВУ. Означения на фигурата: 1 – приточно-смукателен модул, 2 – подаване на свеж въздух, 3 – поемане на отработения въздух, 4 – изхвърляне на използваните въздушни маси навън (+)

Работата на принудителната система осигурява редица предимства в сравнение с естествения въздухообмен:

• поддържане на зададените показатели – сензорите реагират на промяната в атмосферата и настройват режима на работа на ПВУ;
• филтриране на входящия поток и възможност за неговата обработка – нагряване, охлаждане, овлажняване;
• икономия на разходи за отопление – актуално за устройства с рекуперация.

Към недостатъците на използването на ПВУ се отнасят: високата цена на вентилационния комплекс, сложността на монтажа след приключване на ремонтно-строителните работи и шумовият ефект. При моноблоковите инсталации последният минус е отстранен благодарение на използването на шумоизолиран корпус.

Типове инсталации: особености на устройството и експлоатацията

Цената, производителността, консумацията на енергия зависят от функционалните възможности на ПВУ. Разнообразието от модели условно се разделя на следните групи: инсталации с рекуперация, агрегати с отопление и климатизация. Отделна категория са „мобилните“ апарати.

Приточно-смукателен модул с рекуператор

Принудителната вентилационна система освен описаните по-горе предимства има и значителен недостатък – съществено увеличение на топлинните загуби. Заедно с отработения въздух „излита“ и произведената от отоплителната система топлина.

Разходите са около 60%. Решението на проблема е пренос на енергия от отвеждания въздушен поток към приточния.

Частичното възстановяване на топлината се осъществява в рекуператора – модул с топлообменник и вентилатор за придвижване на разнонасочени потоци. Обменът на енергия става през стените на топлообменника – въздушните струи не се смесват (+)

Към днешна дата повечето приточно-изсмукващи инсталации се произвеждат с рекуператори. Въпреки скъпотията на оборудването, целесъобразността на рекуперативната система е икономически обоснована.

Стойности на КПД на „топлообменника“:

• 30-60% – ниско ниво на топлинно възстановяване;
• 60-80% – добър показател за ефективност;
• над 80% – висококачествен топлообмен.

Интересно е, че дори наличието на рекуператор с КПД от 30% е икономически по-изгодно от ПВУ с базова комплектация без топлообменник. Средният срок на изплащане на рекуперативна вентилационна инсталация е до 5 години.

Ефективността на ПВУ, схемата на движение на въздушния поток, консумацията на електроенергия и цената на модула зависят от конструкцията на рекуператора.

Различават се няколко вида топлообменници:

• роторен;
• пластинчат;
• топлинни тръби;
• камерен модул;
• гликолев агрегат.

Широко разпространение получиха първите два модела.

Роторен рекуператор

В корпуса на ПВУ е разположен цилиндричен въртящ се топлообменник с пластини от гофриран метал. По време на работа отделенията последователно се запълват с разнонасочени въздушни потоци.

Зоната с „отработка“ се нагрява, след завъртане на барабана топлината се предава на новопостъпващите студени маси, събрани в съседния канал

Възстановяването на топлината е 60-90%.

Допълнителни предимства:

• частично връщане на влага;
• икономична консумация на електроенергия.

Скоростта на въртене на барабана може да се регулира, като по този начин се избира интензивността на въздухообмена и нивото на КПД.

Аргументи срещу барабанната модификация:

• примес на „отработка“ към свежия поток – 3-8%;
• частично предаване на миризми обратно в помещението;
• акустичен напор от въртящия се ротор;
• необходимост от редовно обслужване на движещите се елементи;
• големи габарити.

Поради сложността на механизма ПВУ с роторен рекуператор струват по-скъпо от пластинчатите модификации.

Пластинчат топлообменник

Въздуховодите се „срещат“ в херметичен блок с множество канали. Отделенията са разделени от топлопроводящи прегради.

Образуваните пътища са разположени в кръстосана посока – в зоната на турбулентност ефективността на топлообмена нараства. Осъществява се едновременно охлаждане/нагряване на преградите на касетата на рекуператора от двете страни.

Аргументи «за»:

• подаване на чист въздух без примеси от отработен въздух;
• достъпна цена;
• простота на настройка и надеждност на модула – няма подвижни елементи.

КПД на пластинковия преобразувател е до 70%. Основният минус е образуването на кондензат и появата на заледяване в изпускателния канал през зимата. Работата в режим на „размразяване“ (пренасочване на топлия поток в обход на касетата) понижава КПД на системата с 20%.

В момента на пазара са представени доста много приточно-изпускателни вентилационни системи с рекуперация на топлина от различни производители. Притежавайки подобен набор от характеристики, те се различават по цена, качество, обслужвана площ и множество други критерии.

Така че препоръчваме да разгледате приточно-изпускателната вентилационна инсталация с пластинков рекуператор и интегрирана автоматика от Naveka, което решение през последно време се е доказало отлично на пазара поради своята надеждност и доста тиха работа. Интегрираното управление с помощта на дистанционно управление, мониторинг на външен ЖК дисплей, настройка на работно разписание и много други неща вече са вградени в този агрегат.

Типичен “представител” на приточно-изпускателна инсталация с пластинков рекуператор – Naveka Node1 500AC. Модел-компакт, с дебелина на панела 25 мм, която е запълнена с незапалима минерална вата. Едно от многобройните предимства на това решение е дистанционното управление с ЖК дисплей, с помощта на което може много удобно да се управлява работата на цялата система.

Сред другите марки препоръчваме да обърнете внимание на системи с рекуперация от Mitsubishi, Maico и VENTO.

Енергоспестяващи агрегати с подгряване

Само рекуперация често не е достатъчна за пълноценна компенсация на температурната разлика на насрещните потоци. Тази функция поема вграденият калорифер. Освен това елементът предпазва топлообменника от замръзване.

В ПВУ се използват два вида нагреватели: водни и електрически. Нека разгледаме всеки по-подробно.

Воден подгрев

В корпуса на принудителната вентилационна инсталация е разположен радиатор с тръби, по които циркулира топлоносителят. Навивката има оребряване за увеличаване на контактната площ с преминаващите въздушни струи.

Пример за устройство на ПВУ с нагревател (Vents ВУТ 1000 ВГ): 1 – воден радиатор, 2 – рекуператор, 3 и 4 – вентилатори за подаване и изпускане съответно

Течният нагревателен елемент започва да работи, когато изходящият въздух от рекуператора е по-студен от зададената температура.

Електрически нагревател

Инсталациите с електрокалорифер могат да загряват подавания въздух до по-високи температури от „водните“ модификации.

Въпреки това електрическият нагревател е по-взискателен към работните условия:

• скорост на въздушния поток – 2 м/с и повече;
• температура на подавания въздух в диапазон 0-30°C, влажност – до 80%;
• пред ТЕН се препоръчва да се монтира допълнителен филтър.

В сравнение с водното отопление, електрическият модул е по-скъп от гледна точка на експлоатация – разходите за електроенергия се увеличават.

Управлението на калорифера се осъществява от централен блок за управление. Задължително е наличието на таймер за работа и опция за изключване на уреда при прегряване (+)

Комплекси с климатизация

Някои модели съчетават възможности за принудителна вентилация и климатизация. Всички елементи са обединени в един термоизолационен комплекс. Ярък пример за многофункционална техника е серията инсталации „Климат“.

Конструкция на климатичния агрегат: 1 – филтри, 2 – вентилатори с двупосочна насоченост, 3 – компресор на фреонова верига, 4 – електрически нагревател, 5 – воден калорифер, 6 – топлообменници, 7 – автоматика, 8 – корпус (+)

В схемата има реверсивна топлинна помпа – зареден херметичен фреонов контур, свързан с топлообменниците на смукателния и приточния канал.

Работата на ПСИ с климатизация се осъществява в два режима:

1. Охлаждане. Топлообменникът на приточния въздуховод действа като изпарител и понижава температурата на постъпващия въздух. От своя страна топлообменникът-кондензатор се охлажда от хладния въздух, идващ от помещението.
2. Нагряване. Рекуператорът на смукателния въздуховод предава топлина от „отработения“ въздух на свежите въздушни маси. На изхода от ПСИ, преди подаване в дома, е възможно допълнително нагряване на въздуха.

Режимът на работа се задава автоматично благодарение на регулатори и сензори, които отчитат параметрите на атмосферата.

Преносима безканална инсталация

Интересно решение за затворени пространства – мобилни приточни вентилационни инсталации с възможност за почистване, нагряване и охлаждане на въздуха.

Отличителни характеристики на преносимите модули:

• липса на обемисти въздуховоди;
• инсталиране във вентилираното помещение;
• компактни размери и възможност за монтаж за 2-3 часа;
• многофункционалност: приток, обработка и отвеждане на въздушни маси;
• ниско ниво на шум – в рамките на 35 dB;
• липса на течение.

За обособяване на децентрализирана вентилация е необходим монтаж на преносима ПСИ във всяко отделно помещение.

Схема на мобилна ПСИ: 1,3 – шумозаглушител, 2 – секция за рекуперация и вентилация, 4 – електрически калорифер, 5 – въгленов филтър, 6 – филтриращ елемент за фино почистване, 7 – филтър за предварително почистване, 8 – жалузиен клапан, 9 – електрическо задвижване (+)

Безканални вентилационни инсталации се използват предимно в обществени сгради (лекционни, фитнес, учебни зали и др.).

Рейтингът на мобилното климатично оборудване е даден в тази статия.

Разновидности по начин на монтаж

Възможни са три варианта за монтаж на вентилационния модул:

• подови;
• стенни;
• «подшивен».

Подовият монтаж е характерен за високопроизводителни и обемисти вентилационни агрегати с дебит на въздуха от 8000 куб.м/ч. Въпреки наличието на виброизолация на вентилационните секции, за монтажа на обемни модули се изисква здрава основа.

Стенните модели се отличават с малка производителност – до 1500 куб.м/ч и компактни размери. Монтажът се извършва чрез анкерно закрепване към стената, като въздуховодите се свързват отгоре. Агрегатът може да бъде разположен в техническо помещение (балкон, тоалетна, гардеробна).

Модулите с подшивно или окачно закрепване са най-популярни. По правило техниката е с канално изпълнение и е предназначена за монтаж под тавана.

Основното предимство на окачените модели е скритият монтаж. Въпреки това, за да се монтира агрегатът в експлоатирано помещение, ще трябва частично да се «използва» височината на таваните.

Основни параметри за избор на вентилационна инсталация

Обустройството и монтажът на вентилационни системи изисква капиталови инвестиции и значителни трудови разходи. Ето защо подходът за избор на «сърцето» на вентилационната система се основава на точни изчисления и анализ на редица параметри.

Оценка и изчисляване на техническите характеристики

На първо място, трябва да се определят подходящите стойности на производителността и статичното налягане.

Производителност

Изчислението на инсталацията се основава на нормите за въздухообмен според СНиП, предназначението на помещението, обслужваната площ и броя на обитателите.

Необходимо е да се направят две изчисления (по броя на хората и кратността на въздухообмена), да се сравнят показателите и да се избере по-голямата стойност.

Норми за разход на въздух на човек: типична стойност – 60 куб.м/ч, в състояние на покой – 30 куб.м/ч. Регламентирана кратност на въздухообмена: 1-2 – за жилищни сгради, 2-3 – офиси, търговски центрове

Пример за определяне на производителността (L) за къща при зададени условия:

• брой членове на семейството – 3 души;
• площ на къщата – 70 кв.м;
• височина на таваните – 3 м.

Формула 1. Изчисление по брой на обитателите:

L=N*norm,

където:

• N – брой жители;
• norm – разход на въздух (не по-малко от 40 куб.м/ч).

L=3*40=120 куб.м/ч.

Формула 2. Изчисление по кратност на въздухообмен:

L=S*H*n,

където:

• S – площ;
• H – височина;
• n – нормиран показател за въздухообмен.

L=70*3*1,5=315 куб.м/ч.

Извод: за осигуряване на достатъчна циркулация на въздуха е необходима инсталация с производителност не по-малка от 315 куб.м/ч.

Типични показатели на вентилационни инсталации:

• 100-500 куб.м/ч – апартаменти и отделни помещения;
• 500-2000 куб.м/ч – частни домове, вили;
• 1000-10000 куб.м/ч – производствени сгради, цехове, офиси.

Статично налягане

Величината показва налягането, създавано от вентилатора за преодоляване на съпротивлението по пътя на циркулация на въздуха. Точното изчисляване на статичния напор изисква отчитане на съпротивлението на всички елементи на мрежата.

„Ръчното“ изчисление без съответния опит е трудно да се извърши. Специалистите използват софтуерен комплекс от типа MagiCad.

Средни стойности на налягането при скорост на въздушния поток 3-4 m/s: апартаменти 50-150 кв.м – 75-100 Pa, вили 150-350 кв.м – 100-150 Pa

Приведените данни са валидни именно за модулни вентилационни инсталации, а не за комплекти от отделни елементи, където трябва да се вземе предвид спадането на налягането на въздушния клапан, калорифера, филтъра и другите компоненти.

Освен посочените параметри трябва да се оценят:

1. Енергийна ефективност. За всеки от възможните модели трябва да се изчислят разходите за електроенергия за 1 година, като се вземе предвид режимът на работа през зимата и лятото. Класът на енергопотребление показва съотношението на изразходваната енергия към обема на произведената топлина.
2. КПД на рекуператора. Трябва да се сравнят стойностите на КПД в различни режими на работа на ПВУ. Висок показател на ефективност имат топлообменниците с двойна пластинчата касета и междинна зона – КПД достига 70-90%.
3. Мощност на нагревателя. Типичен показател за битови вентилационни инсталации – 3-5 kW.

По-добре да се дава предпочитание на модели с възможност за автоматично понижаване на скоростта на вентилатора за коригиране на натоварването на мрежата.

Ниво на шум и степен на филтрация

Акустичната мощност показва колко „шумна“ ще бъде работата на сглобената инсталация.

Звуковият ефект се определя от две величини:

• LwA – степен на акустична мощност;
• LpA – ниво на звуково налягане.

Оценката на реалната „шумност“ трябва да се дава по първия показател. Различни производители могат да измерват акустичната мощност по различни методи, поради което едни и същи стойности понякога имат различен резултат на практика.

Ефективен метод за оценка на „звука“ на инсталацията е тестване на техниката в демонстрационна зала. Допустимата стойност на шума в жилищно помещение – 25-45 dB

Качеството на постъпващия въздух зависи от използваната система за пречистване.

Възможни степени на филтрация:

• бариера срещу едра улична прах, косми и пух – грубо почистване с филтри G4, G3 с ефективност 90%;
• защита от фина прах с размер 1 µm – клас на филтрация F7-F9;
• абсолютно почистване, осигуряващо бариера срещу частици с размер 0,3 µm – HEPA филтри (H10-H14), ефективност – 99,5%.

За жилищни сгради са достатъчни първите две степени на почистване. Високоефективната филтрация се използва в медицински заведения, помещения за производство на лекарствени препарати, хранителни продукти, електроника.

Удобство на експлоатация: необходим функционал

Битовите ПВУ са оборудвани с вградена система за автоматика, дистанционно управление, LCD дисплей с показване на всички параметри на въздухообмена. Освен базовите опции (регулиране на скоростта на вентилатора, температурата) се приветства наличието на практични функции.

Таймер. Сценарното управление ще позволи да оптимизирате режима на работа за определено време от денонощието или ден от седмицата.

За точна настройка е препоръчително да избирате устройства с вентилатор с 5 и повече скорости, както и с часовник за реално време без нулиране при изключване на захранването.

Рестарт. Възможност за автоматично включване и запазване на зададените параметри в случай на прекъсване на електрозахранването.

Индикатор за замърсяване на филтъра. Удобна опция – известяване за смяна на филтърния елемент. Високотехнологичните модели се оборудват с датчици за промяна на налягането на входа на въздушния филтър – при замърсяване разликата в налягането се увеличава.

Самодиагностика. Всяка техника с времето се поврежда. Полезно е, ако автоматиката „уведомява“ за възникнала неизправност – това ще помогне да се установи и отстрани проблемът навреме.

Изводи и полезно видео по темата

Енергоспестяваща вентилационна система с рекуперация от окачен тип Daikin VAM/800FB:

Устройство, особености и технология на монтаж на портативен приточно-изпускателен модул Vents Micro 60/А3:

ПВУ 400 от Ventrum с електрически нагревател и роторен рекуператор:

Оборудването на вентилация с помощта на приточно-изпускателен модул се използва в помещения с различно предназначение и площ.

Осигуряването на качествен въздухообмен зависи от правилното изчисление и избор на климатично оборудване. Ако имате съмнения в собствените сили, то за определяне на параметрите и разработване на проекта е по-добре да се обърнете към професионалисти.

Имате ли какво да добавите или възникнаха въпроси относно избора на приточно-изпускателна инсталация? Можете да оставите коментари към публикацията и да участвате в обсъждането на материала – формата за връзка се намира в долния блок.