Rodzaje wentylacji

Wentylacja ogólna - obejmuje całą przestrzeń pomieszczenia, tzn. z całego pomieszczenia usuwa się powietrze zużyte i dostarcza na to miejsce powietrze świeże. Wentylacja miejscowa - obejmuje niewielką przestrzeń przebywania ludzi w pomieszczeniach.

Odciągi miejscowe - stosowane głównie w pomieszczeniach przemysłowych w celu wychwytywania substancji zanieczyszczających powietrza oraz zysków ciepła bezpośrednio u źródeł powstawania i usunięcia ich na zewnątrz.

Wentylacja naturalna - polega na wymianie powietrza w pomieszczeniu, która powodowana jest różnicą temperatur lub działaniem wiatru.

Wentylacja mechaniczna - wymiana powietrza wywołana jest pracą wentylatorów znajdujących się w instalacji.

Wentylacja mechaniczna może być:

nawiewna - powietrze do pomieszczenia jest doprowadzane (nawiewane),
wywiewna - powietrze z pomieszczenia jest usuwane (wywiewane),
nawiewno-wywiewna - powietrze do pomieszczenia jest jednocześnie nawiewane i wywiewane.

W zależności od proporcji ilości powietrza nawiewanego do wywiewanego wentylację podzielono na:

nadciśnieniową - strumień objętości powietrza nawiewanego jest większy od strumienia objętości powietrza wywiewanego,
podciśnieniową - strumień objętości powietrza wywiewanego jest większy od strumienia objętości nawiewanego,
zrównoważoną- oba strumienie powietrza są jednakowe.

Elementy instalacji wentylacyjnych oraz central wentylacyjnych

Czerpnie i wyrzutnie powierza - dzielą się na terenowe, ścienne dachowe. Przez czerpnie świeże powietrze doprowadzone jest do instalacji wentylacyjnej, przez wyrzutnie powietrzne jest usuwanie na zewnątrz.

Tłumik - elementy służące do zmniejszenia hałasu do wartości dopuszczalnej dla danego typu pomieszczenia. Tłumiki montowane są w centralach lub w przewodach wentylacyjnych.

Filtry powietrza - służą do usuwania z powietrza zanieczyszczeń. W zależności od stopnia filtracji dzielą się na wstępne, dokładne i absolutne. Filtry wstępne umieszczone się przede wszystkim na wlocie powietrza do centrali wentylacyjnej (klimatyzacyjnej). Filtry dokładne są drugim stopniem filtracji. Montuje sieje na wylocie powietrza z centrali. Bezpośrednio przed nawiewnikiem montuje się filtry absolutne. Stosowane są w pomieszczeniach tzw. Czystych (szpitale, laboratoria itp.)

Filtry tłuszczowe - filtry metalowe, służące do wychwytywania tłuszczu powstającego w pomieszczeniach gastronomicznych. Najczęściej montowane są bezpośrednio za okapem.

Chłodnica - jest wymiennikiem stosowanym w centralach wentylacyjnych, klimakonwektorach, do schładzania powietrza wykorzystywane są czynniki chłodnicze.

Komora mieszania - do odzysku ciepła z powietrza wywiewnego stosuje się również recyrkulację, jest to zawracanie części powietrza wywiewanego i mieszanie go ze strumieniem powietrza nawiewanego. Proces ten realizowany jest poprzez tzw. Komorę mieszania. Komora mieszania jest to sekcja w centrali wyposażona w przepustnice regulacyjne umożliwiające doprowadzenie wymaganej ilości powietrza zewnętrznego. Pozostałą część powietrza stanowi powietrze recyrkulacyjne, które zawracane jest z części wywiewnej i nawiewnej wraz z powietrzem zewnętrznym.

Komora zraszania - jest to element centrali klimatyzacyjnej (wentylacyjnej). Znajdują się w nie dysze rozpylające wodę, nawilżając powietrze.

Lance parowe - służą do nawilżania powietrza nawiewnego za pomocą pary wodnej. Montowane są w przewodzie wentylacyjnym.

Przewody wentylacyjne - dzielą się na: prostokątne, rury Spiro oraz przyłączeniowe elastyczne.

Przewody mogą być izolowane - w celu tłumienia hałasu lub specjalnym materiałem ognioodpornym. Przewody wentylacyjne wykonuje się z blachy ocynkowanej (na specjalne zamówienie wykonuje sieje ze stali nierdzewnej lub w postaci ognioodpornej)

Nawiewniki - służą do nawiewania powietrza do pomieszczenia. Rozróżniamy następujące rodzaje: kratki nawiewne, anemostaty, nawiewniki szczelinowe, wirowe, wyporowe, stropy laminarne.

Skrzynki rozprężne - służą do zmniejszenia prędkości przepływu powietrza i jednoczesnej zamiany ciśnienia dynamicznego na ciśnienie statyczne. Zapewniają w ten sposób równomierny wypływ powietrza.

Przepustnice - są elementem regulacyjnym, służącym do ustalenia żądanego przepływu powietrza w przewodzie.

Klapy przeciwpożarowe - służą do odcinania ciągów wentylacji ogólnej w celu odizolowania strefy, w której wybuchł pożar.

Wentylatory - tłoczą powietrze i wytwarzają różnice ciśnień niezbędną do pokonywania oporów przepływu powietrza przez instalacje. Rozróżniamy wentylatory osiowe i promieniowe. Ze względu na wielkość wytwarzanego spiętrzenia wentylatory dzielą się na: niskociśnieniowe (Ap < 720 Pa) średniociśnieniowe (720 Pa<Ap<3600 Pa)i wysokociśnieniowe (Ap>3600 Pa). Ze względu na zastosowanie wentylatorów wyodrębniamy:

Wentylatory ogólnego stosowania np. dachowe, bębnowe itp.
Wentylatory specjalnego zastosowania - stosowane w głównie w technologiach przemysłowych, do transportu czynników gazowych o wysokiej temperatury, chemicznie agresywnych i trujących, do gazów wilgotnych, zapylonych. Mogą być wykonane w wersji odpornej na ścieranie lub korozję, iskrobezpiecznej lub przeciwwybuchowej.

Krzywe charakterystyk wentylatora

Krzywe charakterystyk pokazują wydajność przepływową wentylatora w zależności od zapotrzebowania na przyrost ciśnienia.

Charakterystyki instalacji

Charakterystyka instalacji pokazuje spadki ciśnienia w systemie w zależności od ilości przepływającego powietrza. Oczywiście parametry współpracy wentylatora i instalacji określa punkt przecięcia obu charakterystyk. Określa on ilość powietrza, jaką wentylator jest w stanie przetłoczyć przez daną instalację w jednostce czasu.

Zmiana oporów przepływu, która wyraża się zmianą spadku ciśnienia w instalacji, odpowiada nowej linii charakterystycznej i nowemu punktowi współpracy na charakterystyce wentylatora (przy założeniu, że prędkość wentylatora jest niezmienna).

Zasady instalacji wentylatorów

Charakterystyki wentylatorów wyznaczane są przy pewnych założeniach odnośnie ukształtowania kanałów na wlocie i wylocie. Zakłada się, że na wlocie do wentylatora istnieje odcinek prosty o długości równej co najmniej jednej średnicy, a na wylocie - odcinek o długości trzech średnic.

Jeżeli podłączenia nie spełniają podanych warunków, dodatkowe straty ciśnienia mogą spowodować, że przepływ będzie mniejszy niż to wynika z diagramu. Efekt taki nazywa się stratą miejscową układu. Dla uniknięcia tego rodzaju strat, zaleca się przestrzeganie następujących zasad;

Na wlocie:

Odległość wlotu od najbliższej ściany musi być większa niż 0.75 średnicy przekroju wlotowego
Pole powierzchni kanału wlotowego nie może być większe niż 112% ani mniejsze niż 92% pola wlotu wentylatora
Długość prostego odcinka kanału na wlocie do wentylatora nie może być mniejsza niż jedna średnia kanału
W prostym odcinku kanału wlotowego nie mogą się znajdować żadne elementy zakłócające przepływ (przepustnice, odgałęzienia itp.)

Na wylocie:

Kąt zbieżności ściany kanału przy redukcji przekroju musi być mniejszy niż 15D
Kąt rozbieżności ściany kanału przy zwiększaniu przekroju musi być mniejszy niż 7*
Długość prostego odcinka kanału na wylocie z wentylatora musi być mniejsza niż trzy jego średnice
Należy unikać kolan 90D (używać 45°)
Kierunek usytuowania zagięć kanału powinien być zgodny z kierunkiem ruchu strumienia na wylocie z wentylatora

Wskaźniki mocy wentylatorów

Krzywe charakterystyk pokazują wydajność przepływową wentylatora w zależności od zapotrzebowania na przyrost ciśnienia.

Wskaźnik mocy wentylatorów definiuje się jako stosunek mocy zużywanej przez wszystkie wentylatory w systemie wentylacji budynku do sumarycznego strumienia powietrza przepływającego przez budynek. Im niższa wartość wskaźnika, tym bardziej efektywny system wentylacji.

Zaleca się maksymalne wartości wskaźnika mocy wentylatorów SFPE dla nowych budynków publicznych 1,5, a dla systemów istniejących poddawanych renowacji i naprawom -wskaźnik 2.

Wskaźnik mocy wentylatorów

Określenie całkowitej mocy zasilania wentylatora

Układy wentylacji mechanicznej

Recyrkulacja powietrza - polega na zmieszaniu części powietrza wywiewanego z pomieszczenia z powietrzem zewnętrznym. Jest to najtańszy sposób odzysku energii, możliwy jedna do zastosowania tylko wówczas, gdy powietrze nie posiada toksycznych substancji. Przy stosowaniu recyrkulacji należy zachować pewien minimalny udział powietrza świeżego wynikający z warunków higienicznych. Minimalna ilość powietrza świeżego wynosi:

20 m3/h i osobę dla pomieszczeń z zakazem palenia
30 m3/h i osobę dla pomieszczeń z dozwolonym paleniem

Rekuperacja - polega na odzysku ciepła jawnego w wymienniku przeponowym (na ogół płytowym, krzyżowo – prądowym). Uzyskiwana w praktyce skuteczność to 60 – 70%.

Regeneracja - polega na odzysku ciepła w obrotowym wymienniku z wypełnieniem – regeneratorze obrotowym. W zależności od właściwości materiału wypełnienia, możliwy jest odzysk tylko ciepła jawnego i utajonego (wilgoci), gdy wypełnienie właściwości sorpcyjne. W pierwszym przypadku jest to regenerator energii, w drugim entalpii. Uzyskiwana w praktyce skuteczność odzysku energii lub entalpii wynosi 80 -90%. Jest to najczęściej stosowany sposób odzysku ciepła z powietrza wywiewanego.