Pievades un izvades ventilācija: darbības princips un iekārtošanas īpatnības

Telpā, kas piepildīta ar svaigu gaisu, ir vieglāk elpot, produktīvāk strādāt un ciešāk gulēt. Taču atvērt logu vēdināšanai ik pēc 2–3 stundām ir problemātiski, vai ne? Īpaši naktī, kad visi ģimenes locekļi saldi guļ.

Viens no automatizētajiem risinājumiem šim uzdevumam ir telpas pieplūdes un izplūdes ventilācija (PIV). Bet kā to pareizi izveidot? Mēs palīdzēsim Jums izpētīt darbības principu un izprast ierīkošanas īpatnības.

Mūsu rakstā ir apskatīti pieplūdes un izplūdes sistēmas sastāvdaļas elementi, to aprēķināšanas noteikumi un gaisa apmaiņas normas dažāda veida telpās.

Izvēlētas ventilācijas ierīkošanas shēmas, fotogrāfijas ar atsevišķiem sistēmas elementiem, sniegti noderīgi video ieteikumi ventilācijas sistēmas izveidei privātmājā pašu spēkiem.

Kas ir ventilācija?

Cik bieži mēs vēdinām istabu? Atbildei jābūt pēc iespējas godīgai: 1–2 reizes dienā, ja neesam aizmirsuši atvērt logu. Bet naktī cik reizes? Retorisks jautājums.

Saskaņā ar sanitāri higiēniskajām normām kopējai gaisa masai telpā, kurā pastāvīgi uzturas cilvēki, pilnībā jāatjaunojas ik pēc 2 stundām.

Ar parasto ventilāciju saprot gaisa masu apmaiņas procesu starp slēgtu telpu un apkārtējo vidi. Šis molekulāri kinētiskais process sniedz iespēju noņemt lieko siltumu un mitrumu, izmantojot filtrācijas sistēmu.

Ventilācija arī nodrošina gaisa atbilstību sanitāri higiēniskajām prasībām telpā, kas uzliek savus tehnoloģiskos ierobežojumus iekārtai, kas ģenerēs šo procesu.

Ventilācijas apakšsistēma – tehnoloģisko ierīču un mehānismu kopums gaisa ieguvei, novadīšanai, pārvietošanai un attīrīšanai. Tā ir daļa no telpu un ēku kompleksās komunikāciju sistēmas.

Iesakām nesajaukt jēdzienus ventilācija un kondicionēšana – ļoti līdzīgas kategorijas, kurām ir vairākas atšķirības.

1. Pamatdoma. Kondicionēšana nodrošina noteiktu gaisa parametru uzturēšanu slēgtā telpā, proti, temperatūru, mitrumu, daļiņu jonizācijas pakāpi un tamlīdzīgi. Ventilācija savukārt veic kontrolētu visa gaisa tilpuma nomaiņu caur pieplūdi un izvadi.
2. Galvenā īpatnība. Kondicionēšanas sistēma strādā ar gaisu, kas atrodas telpā, un svaiga gaisa pieplūde var vispār nebūt. Ventilācijas sistēma vienmēr strādā uz slēgtas telpas un apkārtējās vides robežas, izmantojot apmaiņu.
3. Līdzekļi un metodes. Atšķirībā no ventilācijas vienkāršotā veidā kondicionēšana ir modulāra shēma no vairākiem blokiem, kas apstrādā nelielu daļu gaisa un tādējādi uztur gaisa sanitāri higiēniskos parametrus noteiktā diapazonā.

Sistēma ventilācija mājā var tikt paplašināta līdz jebkuram nepieciešamajam mērogam un nodrošina, avārijas situācijā telpā, diezgan ātru visa gaisa masas tilpuma nomaiņu. Tas notiek ar jaudīgu ventilatoru, sildītāju, filtru un sazarotas cauruļvadu sistēmas palīdzību.

Jums varētu būt interesanta informācija par ventilācijas cauruļvada izbūvi no plastmasas gaisa vadiem, kas aplūkota citā mūsu rakstā.

Papildus galvenajai funkcijai ventilācijas sistēmas var būt daļa no industriālā stila interjera, kas tiek izmantots biroju un tirdzniecības telpās, izklaides iestādēs.

Izšķir vairākas ventilācijas klases, kuras var iedalīt pēc spiediena radīšanas veida, izplatības, arhitektūras un mērķa.

Mākslīgais gaisa pūšana sistēmā tiek veikta ar pūšanas iekārtu palīdzību — ventilatoriem, gaisa pūtējiem. Palielinot spiedienu cauruļvadu sistēmā, var pārvietot gāzes-gaisa maisījumu lielos attālumos un ievērojamā apjomā.

Tas ir raksturīgi rūpniecības objektiem, ražošanas telpām un sabiedriskām telpām ar centrālo ventilācijas sistēmu.

Gaisa spiediena radīšana sistēmā var būt vairāku veidu: mākslīga, dabiska vai kombinēta. Bieži tiek izmantota kombinētā metode.

Apskata ventilācijas sistēmas lokālās un centrālās. Lokālās ventilācijas sistēmas ir “punktveida” šauri virzīti risinājumi konkrētām telpām, kur nepieciešama stingra atbilstība standartiem.

Centrālā ventilācija sniedz iespēju izveidot regulāru gaisa apmaiņu ievērojamam skaitam vienāda mērķa telpu.

Un pēdējā sistēmu klase: pieplūdes, izplūdes un kombinētās. Pieplūdes-izplūdes ventilācijas sistēmas nodrošina vienlaicīgu gaisa pieplūdi un izvadīšanu telpā. Tā ir visizplatītākā ventilācijas sistēmu apakšgrupa.

Šādas konstrukcijas nodrošina vieglu mērogošanu un apkopi visdažādākajām rūpniecības, biroju un dzīvojamo telpu telpām.

Ventilācijas sistēmas fiziskais pamats

Pieplūdes-izplūdes ventilācijas sistēma ir daudzfunkcionāls komplekss ārkārtīgi ātrai gāzes-gaisa maisījuma apstrādei. Lai gan tā ir piespiedu gāzes transportēšanas sistēma, tās pamatā ir pilnībā izskaidrojami fizikāli procesi.

Lai radītu dabiskās konvekcijas efektu gaisa plūsmām, siltuma avotus novieto pēc iespējas zemāk, bet izplūdes elementus griestos vai zem tiem.

Pats vārds “ventilācija” ir cieši saistīts ar konvekcijas jēdzienu. Tā ir viens no galvenajiem elementiem gaisa masu pārvietošanā.

Konvekcija ir siltumenerģijas cirkulācijas parādība starp aukstām un siltām gāzes plūsmām. Pastāv dabiskā un piespiedu konvekcija.

Nedaudz skolas fizikas, lai saprastu notiekošā būtību. Temperatūru telpā nosaka gaisa temperatūra. Siltumenerģijas pārnesēji ir molekulas.

Gaiss ir daudzmolekulāra gāzu maisījums, kas sastāv no slāpekļa (78%), skābekļa (21%) un citiem piemaisījumiem (1%).

Atrodoties slēgtā telpā (telpā), temperatūra nav viendabīga attiecībā pret augstumu. Tas saistīts ar molekulu koncentrācijas neviendabīgumu.

Ņemot vērā gāzes spiediena vienmērīgumu slēgtā telpā (telpā), saskaņā ar molekulārās kinētiskās teorijas pamatvienādojumu: spiediens ir proporcionāls molekulu koncentrācijas un to vidējās temperatūras reizinājumam.

Ja spiediens visur ir vienāds, tad molekulu koncentrācijas un temperatūras reizinājums telpas augšdaļā būs ekvivalents tādam pašam koncentrācijas un temperatūras reizinājumam:

p=nkT, n_augšā*T_augšā=n_apakšā*T_apakšā, n_augšā/n_apakšā=T_apakšā/T_augšā

Jo zemāka temperatūra, jo lielāka ir molekulu koncentrācija, un līdz ar to arī lielāka gāzes kopējā masa. Tāpēc saka, ka siltais gaiss ir “vieglāks”, bet aukstais — “smagāks”.

Pareiza ventilācija kopā ar konvekcijas efektu spēj uzturēt telpā noteikto temperatūras režīmu un mitrumu periodos, kad pamata apkure automātiski izslēdzas.

Saistībā ar iepriekš minēto kļūst skaidrs ventilācijas iekārtošanas pamatprincips: gaisa padeve (pieplūde) parasti tiek ierīkota telpas apakšā, bet novadīšana (izplūde) – augšā. Tā ir aksioma, kas jāņem vērā, projektējot ventilācijas sistēmu.

Pieplūdes un izplūdes ventilācijas īpatnības

Pieplūdes-izplūdes ventilācija mijiedarbojas ar divām dažādām pēc sastāva un mērķa gaisa plūsmām, kas pēc tam tiek apstrādātas.

PVV (pieplūdes-izplūdes ventilācija) viss nepieciešamais aprīkojums un papildu sistēmas ir izvietotas vienā rāmī, kuru var uzstādīt lodžijas iekšpusē, bēniņos, uz ārējās sienas utt.

Īpašā iekārtas konstrukcija sniedz plašas iespējas nodrošināt ventilāciju praktiski jebkuram telpu skaitam ēkā.

Papildus gaisa pārvietošanas pamatfunkcijai pieplūdes-izplūdes ventilācija ietver šādu palīg apakšsistēmu un papildfunkciju arsenālu.

Starp kuriem ir šādi:

• gaisa dzesēšana un sildīšana;
• daļiņu jonizācija un mitrināšana;
• gaisa dezinfekcija un filtrācija.

Apskatīsim tipisku pieplūdes-izplūdes ventilācijas sistēmas darba ciklu, kas balstās uz divkontūru transportēšanas modeli.

Pirmajā posmā notiek aukstā gaisa ieplūde no apkārtējās vides un siltā gaisa izplūde no telpas. No abām pusēm gaiss iziet caur attīrīšanas sistēmu.

Pēc tam aukstais gaiss tiek nodots kaloriferā (sildītājā) — raksturīgi PVV ar siltuma rekuperāciju. Turklāt aukstajai gāzei siltumu nodod izplūdes siltais gaiss — raksturīgi parastajām sistēmām.

Pēc sildīšanas un siltuma apmaiņas izplūdes izlietotais gaiss tiek novadīts pa ārējo kanālu, bet uzsildīts svaigs gaiss tiek padots telpā.

Populārs ventilācijas moduļa izkārtojums ietver siltuma apmaiņas kameru (rekuperatoru), kurā notiek siltumenerģijas apmaiņa starp pretimnākošām gaisa plūsmām. Jebkurā gadījumā katra plūsma iziet caur dubultu filtrācijas sistēmu.

Galvenie pievades un izplūdes ventilācijas darbības principi ir efektivitāte un taupīgums.

Klasiskajai pievades un izplūdes ventilācijas shēmai ir šādas priekšrocības:

• augsta ieejas plūsmas tīrības pakāpe
• pieejama ekspluatācija un apkope noņemamiem elementiem
• konstrukcijas viengabalainība un modularitāte.

Lai paplašinātu funkcionalitāti, pievades un izplūdes iekārtas tiek aprīkotas ar papildu vadības un kontroles blokiem, filtru sistēmām, sensoriem, automātiskajiem taimeriem, trokšņu slāpētājiem, elektromotoru pārslodzes signalizatoriem, rekuperatīvajiem blokiem, kondensāta paliktņiem utt.

Ventilācijas dinamiskie parametri

Ar ventilācijas sistēmas projektēšanu ir saistīts diezgan daudz jautājumu, jo kļūdainu raksturlielumu aprēķinu gadījumā no pilnīgi ekonomiska ventilācijas kompleksa var iegūt izšķērdīgu “monstru” energoresursiem.

Kas tieši ietekmē tā apkalpošanas finansiālās izmaksas. Rezultātā pati ekonomiskas ekspluatācijas ideja netiek apsvērta.

Ventilācijas sistēmas galvenā slodze gulstas uz ventilatoru. Ventilatora veiktspēja ir atkarīga no impelera (lāpstiņu riteņa) formas, materiālu kvalitātes un iekārtas montāžas.

Lai pareizi projektētu pievades un izplūdes ventilāciju, ieteicams veikt iekārtas veiktspējas un gaisa plūsmu dinamisko parametru algebriskos aprēķinus.

Ir vairākas dažādas aprēķinu metodes un algoritmi, bet mūsu uzmanībai tiks piedāvāta viena no vienkāršākajām un uzticamākajām iespējām.

Visu, kas saistīts ar otršķirīgiem mitrināšanas, papildu jonizācijas un sekundārās tīrīšanas procesiem, šajā posmā var neņemt vērā.

Ierīkošanas normas

Sniegt pilnu sanitāro normu un noteikumu (SNiP) sarakstu, kas tiek izvirzīti dažādām ventilācijas sistēmām, ir nepraktiski, jo materiāla pietiktu pāris grāmatām, bet ir jāzina atskaites konstantes dzīvojamām un biroja telpām.

Attiecībā uz biroja telpām, veidojot ventilācijas sistēmu, galvenā uzmanība tiek pievērsta tām telpām, kurās atradīsies biroja darbinieki.

Tālāk visi normatīvi tiek norādīti, rēķinot uz vienu cilvēku. Klasiskā biroja ēkā vienā stāvā atrodas pilnvērtīgs dažādu mērķu telpu kopums.

Piemēram, kabinetā vienas stundas laikā jānotiek 60 kubikmetru gaisa nomaiņai, operāciju zālēs — 30-40 m³, tualetē — 70 m³, smēķētavā — vairāk nekā 100 m³, gaiteņos un vestibilos — 10 m³.

Saskaņā ar vispārējiem sanitārajiem normatīviem dzīvojamām telpām, vienas stundas laikā notiek pilnīga gaisa masas apmaiņa 30 m³ apjomā uz vienu cilvēku — aprēķins pēc iedzīvotāju skaita.

Pastāv vēl viena pieeja gaisa tilpuma aprēķināšanai — pēc platības. Uz katru dzīvojamās telpas kvadrātmetru ir 3 m³.

Atsevišķi jāpiemin rūpniecisko objektu un noliktavu angāru ventilācija — 20 m³ uz platības vienību. Šādās milzīgās telpās ventilācijas sistēmas tiek būvētas, pamatojoties uz daudzkomponentu pāru ventilatoru sistēmu (4, 8, 16 un vairāk gabalu rāmī).

Pārējām palīgtelpām ir gatavi normatīvie parametri. Piemēram, virtuve ar elektrisko plīti — vairāk nekā 60 m³, ar gāzes plīti — vairāk nekā 80 m³, vanna — ne mazāk kā 25 m³ utt.

Turklāt jāatceras, ka dzīvojamās istabās gaisa plūsmas ātrums ir ne vairāk kā 2 m/s, bet virtuvei un tualetei ātrumam jābūt 4-6 m/s.

Formulas un to skaidrojumi

Pārejam tieši pie raksturlielumiem un formulām. Aprēķini notiek vairākos posmos, katrā no kuriem mēs aprēķinām vienu no ventilācijas sistēmas raksturlielumiem.

Darba gaisa tilpums

Apskatīsim darba gaisa tilpuma aprēķinu (m³/h).

Birojam iesakām veikt aprēķinu pēc cilvēku skaita:

V=35*N,

Kur N — vienlaicīgi telpā esošo cilvēku skaits.

Dzīvokļiem un privātmājām jāveic aprēķins attiecībā pret dzīvojamās telpas tilpumu:

V=2*S*H,

Kur: 2 — gaisa apmaiņas daudzkārtības koeficients laika vienībā (1 stundā); S — dzīvojamā platība; H — telpu augstums.

Gaisvada šķērsgriezuma aprēķins

Šķērsgriezumu ventilācijas gaisa vadam aprēķina cm². Maģistrālie gaisa vadi pēc šķērsgriezuma ir divu veidu: apaļi un taisnstūrveida.

Caurules šķērsgriezuma laukums tiek aprēķināts pēc attiecības:

S_šķ=V*2,8/ω

Kur: S_šķ — šķērsgriezuma laukums; V — gaisa tilpums (m³/h); 2,8 — dimensiju saskaņošanas koeficients; ω — plūsmas ātrums maģistrālē (m/s).

Gaisa plūsmas ātrums maģistrālē parasti ir 2-3 m/s.

Aprēķinot gaisa vada šķērsgriezuma laukumu, var noteikt diametru apaļajam vai platumu/augstumu taisnstūra gaisa vadam. Zinot platumu, varam atrast šķērsgriezuma augstumu un otrādi. Apaļā šķērsgriezuma diametrs būs vienāds ar √4*S_šķ/π.

Difuzoru skaits un izmērs

Tālāk apskatīsim, kā aprēķināt difuzoru skaitu un izmēru. Difuzora izmērus parasti izvēlas 1,5-2 reizes lielākus par galvenās maģistrāles šķērsgriezuma laukumu.

Ar difuzoru skaitu ir nedaudz sarežģītāk, tos aprēķina pēc formulas:

N=V/(2820*ω*d²),

Kur: N – meklējamais difuzoru skaits; V – gaisa masas plūsma (m³/h); ω – gaisa plūsmas ātrums (m/s); d – difuzora diametrs (m), ja tas ir apaļš.

Ja difuzors ir taisnstūra šķērsgriezumā, tad:

N=π*V/(2820*ω*4*a*b),

Kur: π — skaitlis Pi, a un b — šķērsgriezuma izmēri.

Iekārtas veiktspējas parametri

Ir zināmas divas svarīgākās ventilācijas bloka īpašības — jauda un radītā spiediena pakāpe. Ventilācijas stacijas jaudu aprēķina šādi:

P=ΔT*V*Cv/1000,

Kur: ΔT — gaisa temperatūras delta pie ieejas/izejas (°C); V — gaisa masas plūsma (m³/h); Cv — gaisa siltumietilpība (0,336 Wh/m³*°C).

Radītais spiediens tiek noteikts pēc galvenā ventilācijas ventilatora veiktspējas raksturīgās līknes.

Šim parametram jābūt ekvivalentam gaisa tīkla aerodinamiskajai pretestībai. Ventilatoru ražotāji nodrošina līknes grafiku izstrādājuma tehniskajā pasē.

Turklāt ir svarīgi vispārīgi izprast ieplūdes gaisa plūsmas sildītāju — kaloriferu. Tā ir atsevišķa ventilācijas sistēmas daļa, kur notiek gaisa sildīšana. Piemēram, ejot caur termisko radiatoru, gaiss tādējādi uzsilst.

Sildītāju, kurā sildīšana notiek caur radiatoru un siltumenerģijas apmaiņu ar izplūdes plūsmu, sauc par rekuperatoru. Pastāv vienas un vairāku sekciju rekuperatori, kas ļauj sajaukt gaisa plūsmas ar lielu to ieejas temperatūru starpību.

Nobeigumā ir vērts pieminēt ventilācijas bloka barošanas tīkla spriegumu. Ieteicams izmantot 380 V sprieguma tīklu, tas nodrošinās jebkuras jaudas iekārtas drošu ekspluatāciju.

Mehāniskās ventilācijas uzstādīšanas specifika

Ar pieplūdes tipa ventilācijas iekārtas montāžu mājas meistars, bez šaubām, varētu tikt galā bez strādnieku piesaistes.

Tomēr jāatceras, ka darbi tiek veikti augstumā, kas ir bīstams nepieredzējušam izpildītājam. Tāpēc labāk piesaistīt tos, kuriem ir pieredze, instrumenti un drošības aprīkojums, lai veiktu šādus posmus:

Pēc visai sarežģīto manipulāciju pabeigšanas pieplūdes iekārtas montāžā, atliek tikai to pieslēgt pie komunikācijām.

Apskatīsim šo procesu sīkāk, izmantojot šādu fotoattēlu izlasi.

Informācija par piespiedu ventilācijas iekārtu montāžas secību palīdzēs izvairīties no daudzām rupjākajām kļūdām, ko pieļauj nepieredzējuši montieri.

Dabiskās PIV izveides īpatnības

Izstrādājot kvalitatīvu dabisko pieplūdes un izplūdes ventilāciju, vairums speciālistu ievēro noteiktu “reglamentu” projektēšanas un montāžas darbiem.

Šie noteikumi palīdz radīt patiesi efektīvus un ekonomiskus risinājumus pat visnestandartiskākajiem telpu un saimniecības telpu izvietojumiem privātmājā un daudzistabu dzīvoklī daudzstāvu ēkā.

Ventilācijas projektēšanas laikā jācenšas izveidot dabisku gaisa plūsmu no dzīvojamām istabām caur koridoriem uz sanitāro mezglu un virtuvi.

Koridori šajā gadījumā darbojas kā caurplūdes telpas. Tāpēc sistēmas galvenais ventilācijas bloks jānovieto mājas centrā, koridoru vai saimniecības telpu augšdaļā.

Piemēram, ventilācijas moduli 2 stāvu privātmājai var novietot pirmā stāva augšdaļā saimniecības telpā vai galvenajā koridorā. 1 stāvu mājai, kā variants, bēniņu apakšdaļā.

Izbūvējot maģistrālo cauruļvadu, jāatceras, ka pieplūdes gaisam jāieplūst dzīvojamās telpās, bet izplūdes gaisam jāiziet caur virtuvēm un saimniecības telpām.

Tāpēc pieplūdes difuzori tiek novietoti uz nosacītās robežas “telpa-vide”, bet izplūdes atveres virtuvē, vannasistabā, saimniecības telpā, tualetē.

Difuzors apvieno divas funkcijas: svaigā gaisa vienmērīgu sadali un jau izmantotā gaisa novadīšanu. Tie ir ļoti dažādu formu. Izgatavoti no plāna lokšņu metāla un plastmasas.

Pastāv piezīmes attiecībā uz ieplūdes un izplūdes gaisa atveru izvietojuma augstumu. Ventilācijas sistēmas izvads obligāti jānovieto virs ēkas jumta līmeņa.

Tas pasargās PPV no atkārtotas tikko izvadītā gaisa ieplūdes caur izplūdes atverēm.

Svaigā gaisa ieplūde jāveic vismaz 2 metru augstumā no zemes virsmas.

Jo sīkās abrazīvās daļiņas un putekļi var pacelties ar vēja plūsmām vairāk nekā 1 metra augstumā un iekļūt pieplūdes difuzoros, tādējādi ātri aizsprostot pirmatnējās tīrīšanas filtrus.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video stāsta un demonstrē PPV projektēšanas un montāžas īpatnības privātmājā:

Vēl viens uzskatāms piemērs gatavam risinājumam privātas 1 stāvu koka mājas ventilācijai:

Apkopojot iepriekš minēto informāciju, varam atzīmēt, ka pieplūdes un izplūdes ventilācija ir sistēma, kuru nav grūti projektēt, iegūt un montēt.

Ventilācija kopā ar apkures sistēmu ļauj organizēt svaiga un siltā gaisa līdzsvaru telpā.

Vai esat nodarbojies ar ventilācijas ierīkošanu vasarnīcā? Vai zināt projektēšanas un ventilācijas sistēmas uzstādīšanas noslēpumus dzīvoklī? Lūdzu, dalieties savā pieredzē – atstājiet savus komentārus pie šī raksta.