Дополнительное оборудование, повышающее эффективность воздушных отопительных систем
Для надежной работы данной отопительной системы, необходимо предусматривать установку резервного вентилятора или же монтировать не меньше двух агрегатов отопления на одно помещение.
При отказе основного вентилятора, допустимо снижение температуры в помещении ниже нормы, но не более чем на 5 градусов при условии подачи наружного воздуха.
Температура подающегося в помещения воздушного потока должна быть не менее чем на двадцать процентов ниже, нежели критическая температура самовоспламенения газов и аэрозолей, присутствующих в здании.
С их помощью также могут комплектоваться отопительные агрегаты или вентиляционные приточные камеры.
Схема воздушного отопления дома. Нажмите для увеличения.
В таких калориферах нагрев воздушных масс осуществляется за счет энергии, отбираемой у теплоносителя (пара, воды или дымовых газов), а также они могут нагреваться электроэнергетическими установками.
Отопительные агрегаты могут использоваться для обогрева рециркуляционного воздуха.
Они состоят из вентилятора и калорифера, а также аппарата, который формирует и направляет потоки теплоносителя, подающегося в помещение.
Большие отопительные агрегаты используют для обогрева крупных производственных или промышленных помещений (например, в вагоносборочных цехах), в которых санитарно-гигиенические и технологические требования допускают возможность рециркуляции воздуха.
Также крупные отопительные воздушные системы используются в нерабочее время для дежурного отопления.
Как выполняется расчет?
На сегодняшний день существует несколько способов, позволяющих выполнить самостоятельный расчет воздушного обмена в разных по назначению помещениях.
Наиболее простыми способами является обустройство:
- на параметрах общей площади помещения;
- в соответствии с санитарными и гигиеническими нормами;
- согласно кратностям.
При наличии источников локального выброса вредных или загрязняющих веществ, рекомендуется устанавливать улавливающие и удаляющие установки в виде зонтичных отсосов.
Некоторыми производителями, выпускающими сложное оборудование, приборы изначально комплектуются отсосами, которые достаточно только подвести к воздуховодам.
Во всех остальных случаях требуется выполнить самостоятельные расчёты и правильно подобрать вентилирующее оборудование для производственного помещения.
Расчёты осуществляются в соответствии с размерами источников загрязнения (a*b) или его диаметром (d), при учёте скорости воздушного движения (ϑв) и всасывания (ϑ3), а также уровня размещения устройства (z).
- расчёт габаритов: A=a+0.8z, B=b+0.8z, при наличии круглых отсосов D=d+0.8z
- расчет объёма удаляемых воздушных масс: L=3600ϑхSз
Если нет уверенности в собственных силах, целесообразно доверить выполнение расчётов и подбор вентиляционной системы специалистам.
Для чего нужна вентиляция
Задача вентиляции — обеспечить необходимый воздухообмен в помещении, создать оптимальные или приемлемые условия для длительного пребывания человека.
Исследования установили, что 80% времени люди проводят в помещениях. За один час в спокойном состоянии человек выделяет в окружающую среду 100 кКал. Теплоотдача происходит конвекцией, излучением и испарением. При недостаточно подвижном воздухе перенос энергии с поверхности кожи в пространство замедляется. В результате страдают многие функции организма, возникает ряд заболеваний.
Макет дома с системой вентиляцииИсточник yandex.ru
Отсутствие или недостаточная вентиляция, особенно в помещениях с повышенной влажностью, приводит к застойным явлениям. Они сопровождаются нашествием трудновыводимых плесневых грибков, неприятными запахами и постоянной сыростью. Влага неблагоприятно отражается на строительных конструкциях, приводит к гниению деревянных и коррозии металлических элементов.
При избыточной тяге увеличивается выход воздушных масс в атмосферу, что зимой приводит к потере большого количества тепла. Растут затраты на отопление дома.
Качество и чистота воздуха — основной фактор, который определяет эффективность вентиляции. Загрязняющие испарения от строительных материалов, мебели, пыль и углекислый газ должны своевременно удаляться из помещения.
Существует обратная ситуация, когда воздух в доме или квартире гораздо чище, чем на улице. Выхлопные газы на оживленной трассе, дым или копоть, ядовитые загрязнения промышленных предприятий способны отравить атмосферу внутри помещений. Например, в центре большого города содержание угарного газа в 4-6 раз, диоксида азота в 3-40 раз, сернистого газа в 2-10 раз выше, чем в сельской местности.
Расчет вентиляции производят, чтобы определить вид системы воздухообмена, ее параметры, при которых будут сочетаться энергоэфективность жилья и благоприятный микроклимат в помещениях.
Второй этап
2.Зная теплопотери, рассчитаем расход воздуха в системе используя формулу
G = Qп / (с * (tг-tв))
G- массовый расход воздуха, кг/с
Qп- теплопотери помещения, Дж/с
C- теплоемкость воздуха, принимается 1,005 кДж/кгК
tг- температура нагретого воздуха (приток), К
Напоминаем что К= 273 °С, то есть чтоб перевести ваши градусы Цельсия в градусы Кельвина нужно к ним добавить 273. А чтоб перевести кг/с в кг/ч нужно кг/с умножить на 3600.
Читать далее: Двухтрубная система отопления схема
Перед расчетом расхода воздуха необходимо узнать нормы воздухообмена для для данного типа здания. Максимальная температура приточного воздуха 60°С, но если воздух подается на высоте меньше 3 м от пола эта температура снижается до 45°С.
Еще одно, при проектировании системы воздушного отопления возможно использование некоторых средств энергосбережения, таких как рекуперация или рециркуляция. При расчете количества воздуха системы с такими условиями нужно уметь пользоваться id диаграммой влажного воздуха.
Советы мастеров
Бывает так, что необходимо установить длинные вытяжные воздуховоды. Когда их протяженность превосходит 30-40 м, осевой вентилятор ставить нежелательно – требуется использовать центробежные аппараты. В кухонных помещениях необходимо обеспечивать кратность обмена воздуха в 9 или 10 раз. При этом на 1 человека, постоянно находящегося в помещении, нужно подавать примерно 60 куб. м воздуха. Также необходимо учитывать, что на 1 кВт мощности нагревательного оборудования кухни должно приходиться не менее 70 куб. м воздуха в час.
Типы вентиляционных систем подробно разбираются в следующем видео.
Рекомендованные нормы скорости
На производствах обустраивают 2 вентканала, распределяя нагрузку между ними
При составлении проекта любого здания нужно делать расчет вентиляционной разводки для каждого участка отдельно. Если речь идет о строительстве производственного здания, расчет должен затрагивать все цеха, для жилых домов схемы составляются на каждую квартиру, для частного дома должны быть составлены поэтажные блоки.
Перед началом установки вентиляционной системы должно быть известно, какие будут маршруты и размеры магистралей, проработана геометрия вентиляционных каналов. Все это необходимо, чтобы подобрать оптимальный размер труб.
Сделать расчеты передвижения воздушных масс в жилых и производственных зданиях очень сложно. Поэтому рекомендуется доверить это специалистам.
При проектировании и сдаче любого объекта ориентация идет на рекомендованную скорость в воздуховоде, которая утверждена СНиПом. На основании нормативов скорость воздуха внутри помещения не должна быть более 0,3 м/с. Возможны временные исключения, которые связаны с техническими работами. Например, при проведении ремонта или установки строительной техники, параметры могут быть выше, но максимум на 30%.
Для больших производственных помещений чаще всего проектируют не одну систему вентиляции, а две. Это актуально для складов, ангаров, крупных гаражей. В таком случае нагрузка будет делиться пополам, следовательно, скорость воздуха должна подбираться таким образом, чтобы обеспечить по 50% от общего объема перемещения воздушных масс.
Вычисление аэрации
Аэрация промышленных комнат летом гарантирует поступление воздушных потоков сквозь просветы снизу ворот и входных дверей. В прохладные месяца поступление в нужных размерах совершается под средством верхних просветов, от 4 м и больше над уровнем пола. Вентиляция на протяжении целого года выполнялась при помощи шахт, дефлекторов и форточек.
Зимой фрамуги открывают только в участках над генераторами усиленных тепловых выделений. Во время генерации в комнатах здания лишней очевидной теплоты, то температурный режим воздуха в нем постоянно больше, чем температурный режим вне здания, и, в соответствии, плотность менее.
Данное явление и приводит к присутствию разницы давлений атмосферы вне и внутри комнат. В плоскости на конкретной высоте комнаты, которую именуют как плоскость одинаковых давлений, данная разница отсутствует, то есть, приравнивается к нулю.
Выше данной плоскости имеется некое излишнее напряжение, что приводит к удалению горячей атмосферы наружу, а внизу от данной плоскости, — разрежение, обусловливающее приток свежего воздуха. Давление, вынуждающее передвигаться воздушные массы в процессе природной вентиляции, можно установить исходя их вычислений:
Правила создания воздухообмена в помещении
Естественная вентиляция работает по принципу перепада температуры входящего и выходящего воздуха
В городских квартирах используется схема естественной и приточно-вытяжной вентиляции. Отработанные потоки выводятся по внутренним каналам в здании через вытяжки. Для работы системы требуется восполнение атмосферы такой же кубатурой свежего воздуха. Наружные потоки поступают через неплотности оконных и дверных проемов или при открывании фрамуг и форточек.
Система естественного воздухообмена работает за счет разной удельной массы холодного и теплого воздуха. Имеет значение ветер на улице для создания тяги во внутренних вентканалах. В теплую погоду тяга становится меньше, поэтому многие жильцы ставят электрические вентиляторы в отверстии вытяжки на кухне и в санузле.
Нормы воздухообмена в офисных помещениях предусматривают, что межкомнатные двери должны иметь просвет между полотном и полом около 1,5 – 2,0 см для естественной конвекции или нижние переточные решетки. Окна рассматриваются в единой системе в качестве приточных устройств.
Конструктивное решение
Строение каналов в многоэтажном секторе меняется в зависимости от развития новых технологий строительства. Раньше индивидуальные протоки шли от каждой вытяжки к общему столбу. Переход к повышенной этажности вызвал необходимость связки вертикальных труб на 4 – 5 этажей горизонтальными проходами, а от них идут каналы к общей шахте.
Компактная вертикаль объединяет 1 – 2 сборных канала, отработанный поток не поступает сразу в выводящую вертикаль, а приводится туда только над следующим этажом или выше. Схема вытягивающих шахт по строению напоминает елку. Конструкция занимает мало места, но структура делает ее зависимой от погодных условий.
В частном строении
В частном доме лучше обустраивать принудительную вентиляцию
В частном доме вентиляция ставят принудительную приточно-вытяжную систему, т.к. необходима подача свежего воздуха в котельную, погреб, кухню, другие комнаты. Микроклимат страдает, если ставят только вытяжку без организации притока. В таком случае ощущается нехватка кислорода. Другой ошибкой является подача воздуха без принудительного вытягивания. В этом случае внутренний воздух разбавляется свежими потоками, но запахи и вредные компоненты остаются в доме.
Искусственная вентиляция не пропускает загрязненный наружный воздух, т.к. в системе предусмотрены фильтры, которые избавляют потоки от аллергенов, бактерий и микробов. В ванной комплексное вентилирование устраняет влажность, на кухне удаляет запах, духоту. Оборудование работает в автоматическом режиме, управляется вручную или электронными приборами. Стоимость принудительной системы выше, чем устройство внутренних или навесных каналов. Для экономии подбираются только те функциональные компоненты системы, которые необходимы конкретному дому.
Влияние пластиковых окон на скорость воздухообмена
Приточный клапан на пластиковое окно
В жилище создается разреженность атмосферы из-за плотной изоляции оконных металлопластиковых проемов и современных герметичных дверей. В этих условиях тяга в канализационном канале может опрокинуться, если такое отверстие расположено выше других, в одной из комнат температура выше других, или действует разность давления ветра.
Современные окна становятся некомфортными, недышащими и доставляют неприятности в виде плохого вентилирования. Многие удаляют прокладки и делают дополнительные щели в раме. Такое решение дает результат в виде сквозняков, потерь тепла и обледенения фрамуг. Есть специальное решение в виде конструктивных элементов заводского изготовления, которые вставляются в раму для организованного контроля прохода воздуха.
Помещения детских дошкольных организаций
Обеспечение требуемых норм воздухообмена в дошкольных организациях является базовым условием здоровья и нормальной умственной активности малышей. Однако при обеспечении вентиляции необходимо исключать возможность возникновения сквозняков, учитывая это требование, проветривание в детских дошкольных организациях осуществляется в соответствии с распорядком дня учреждения.
Согласно нормам, обозначенным в СНиП 41.21-2003, для обеспечения проветривания кратность воздухообмена в классе для занятий, раздевалке, игровой комнате и в спальне для детей в возрасте до 2 лет должна составлять 1,5 ед/час. Более строгие требования предъявляются при обеспечении полной замены в области умывальника, туалета, медицинского пункта и кухни, для которых этот показатель составляет 2-3 ед/час.
Элементы сети и местные сопротивления
Имеют значение и потери на элементах сети (решетки, диффузоры, тройники, повороты, изменение сечения и т. д.). Для решеток и некоторых элементов эти значения указаны в документации. Их можно рассчитать и произведением коэффициента местного сопротивления (к. м. с.) на динамическое давление в нем:
Рм. с.=ζ·Рд.
Где Рд=V2·ρ/2 (ρ – плотность воздуха).
К. м. с. определяют из справочников и заводских характеристик изделий. Все виды потерь давлений суммируем для каждого участка и для всей сети. Для удобства это сделаем табличным методом.
Расчетная таблица.
Сумма всех давлений будет приемлимой для этой сети воздуховодов, а потери на ответвлениях должны быть в пределах 10% от полного располагаемого давления. Если разница больше, необходимо на отводах смонтировать заслонки или диафрагмы. Для этого производим расчет нужного к. м. с. по формуле:
ζ= 2Ризб/V2,
где Ризб – разница располагаемого давления и потерь на ответвлении. По таблице выбираем диаметр диафрагмы.
Нужный диаметр диафрагмы для воздуховодов.
Правильный расчет воздуховодов вентиляции позволит подобрать нужный вентилятор выбрав у производителей по своим критериям. Используя найденное располагаемое давление и общий расход воздуха в сети, это будет сделать несложно.
Физкультурно оздоровительные учреждения
При занятиях в спортивном зале кратность обмена воздуха играет важную роль, поскольку во время физических нагрузок необходимо обеспечить поступление свежего кислорода в легкие каждого из посетителей с учетом достаточно больших объемов зала. Таким образом, требования оговаривают необходимость обеспечения поступления в спортзал при наличии посетителей 80 м3/ч воздуха.
Расчет кратности воздухообмена для бассейна исходит из количества находящихся в нем людей и должен составлять 20 м³/ч в расчете на 1 человека. В то же время, учитывая специфику нахождения в сауне, в бане, необходимо обеспечить смену 10 м³ воздуха в течение каждого часа. При этом учитывая большие объемы вырабатываемого насыщенного пара, можно вести расчет воздухообмена по влаговыделениям.
Расчетный воздухообмен
За расчетное значение воздухообмена принимают максимальное значение из расчетов по теплопоступлениям, влагопоступлениям, поступлением вредных паров и газов, по санитарным нормам, компенсации местных вытяжек и нормативной кратности воздухообмена.
Воздухообмен жилых и общественных помещений обычно рассчитывают по кратности воздухообмена или по санитарным нормам.
После расчета требуемого воздухообмена составляется воздушный баланс помещений, подбирается количество воздухораспределителей и делается аэродинамический расчет системы. Поэтому советуем вам не пренебрегать расчетом воздухообмена, если хотите создать комфортные условия вашего пребывания в помещении.
Нужно ли ориентироваться на СНиП?
Во всех расчетах, которые мы проводили, использовались рекомендации СНиП и МГСН. Эта нормативная документация позволяет определить минимально допустимую производительность вентиляции, обеспечивающую комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами требования СНиП направлены в первую очередь на минимизацию стоимости системы вентиляции и затрат на ее эксплуатацию, что актуально при проектировании вентсистем для административных и общественных зданий.
В квартирах и коттеджах ситуация иная, ведь вы проектируете вентиляцию для себя, а не для усредненного жителя и вас никто не заставляет придерживаться рекомендаций СНиП. По этой причине производительность системы может быть как выше расчетного значения (для большего комфорта), так и ниже (для уменьшения энергопотребления и стоимости системы). К тому же субъективное ощущение комфорта у всех разное: кому-то достаточно 30–40 м³/ч на человека, а для кого-то будет мало и 60 м³/ч.
Однако если вы не знаете, какой воздухообмен вам нужен для комфортного самочувствия, лучше придерживаться рекомендаций СНиП. Поскольку современные приточные установки позволяют регулировать производительность с пульта управления, вы сможете найти компромисс между комфортом и экономией уже в процессе эксплуатации системы вентиляции.
Выводы и полезное видео по теме
Кратность воздушного обмена для разных помещений магазина + чертеж:
Приложение для расчета воздухообмена для различных помещений:
Базовые величины для системы вентиляции, расход воздуха:
Кратность воздухообмена отображает потребность помещений в том количестве воздуха, при котором они нормально функционируют. Сменяемость воздуха выражается в количестве раз в час или кубометрах за этот же период. Есть также удельные величины на 1 человека и 1 квадратный метр.
В свежем воздухе больше всего нуждаются больницы, опасные производства и публичные места. От показателя минимальной кратности воздухообмена иногда зависит жизнь, поэтому пользуйтесь не только нормативами, но также считайте все сами и приглашайте специалистов.
Есть вопросы по кратности воздухообмена или по связанным с этим параметрам? Задавайте их в форме под статьей. Вы также можете обмениваться ценной информацией с другими читателями. Возможно, кому-то будет полезен ваш личный опыт в этом вопросе.
