Системы вентиляции

Нормативной классификации СКВ не существует, но на практике и в технической литературе сложились определенные терминология и классификация, которой мы будем придерживаться.
1. В зависимости от способа, вызывающего движение воздуха, системы вентиляции подразделяются на естественные (гравитационные) и искусственные (с механическим побуждением).
2. По назначению — на приточные, вытяжные и смешанные.
3. По зоне обслуживания — на общеобменные и местные.
4. По конструктивному исполнению — на канальные и бесканальные.
Воздухообмен при естественной вентиляции (аэрация) происходит за счет разности плотностей внутреннего и наружного воздуха или разности температур атмосферного воздуха и воздуха в помещении.
В помещениях с большими тепловыделениями воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в помещение, вытесняет из него менее плотный воздух. Вследствие этого в помещении возникает циркуляция воздуха, аналогичная той, которую искусственно создают вентилятором.
В системах с естественной вентиляцией, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков не должна превышать 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах — 1 м/с.
Аэрацию применяют в цехах, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30 % от предельно допустимой в рабочей зоне. Если требуется предварительная обработка приточного воздуха, аэрацию не используют.
Иногда для организации потока воздуха в помещении используется явление ветрового давления, которое заключается в том, что на стороне здания, обращенной к ветру, образуется повышенное давление, а на противоположной — разрежение.
Системы с естественной вентиляцией просты, не требуют сложного дорогостоящего оборудования и эксплуатационных затрат. Однако зависимость эффективности этих систем от внешних факторов (температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое давление не позволяет решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции. Поэтому применяют системы с механическим побуждением.
В системах с механическим побуждением используется оборудование (вентиляторы), позволяющее перемещать воздух на нужные расстояния. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки: очистке, нагреванию, охлаждению, увлажнению, осушке. Вентиляцию с механическим побуждением можно разделить на местную и общеобменную.

В зависимости от применяемого способа управления различают два типа терминалов и соответствующих систем с переменным расходом воздуха: зависимые от давления и независимые от давления. Системы VAV, зависимые от давления, — традиционно применяемые системы, в которых предусмотрено двухпозиционное регулирование расхода воздуха «вкл.-выкл.» по датчику температуры воздуха в помещении (термостат- регулятор прямого действия), настраиваемые по месту, обеспечивающие не очень высокие точность и качество регулирования (значительные колебания температуры воздуха в помещении), чувствительные к постоянству статического давления в воздуховодах. В независимых от давления системах (терминалы которых имеют встроенный микропроцессорный контроллер), обеспечивается плавное регулирование расхода воздуха, точное и стабильное, без колебаний, поддержание температуры воздуха в помещении, они мало чувствительны к постоянству перепада статического давления в ответвлении.
Проектирование СКВ с переменным расходом воздуха имеет некоторые особенности и должно проводиться более тщательно, чем проектирование обычных систем. Основные моменты, на которые следует обратить внимание:
— определение необходимого количества наружного воздуха, которое всегда больше минимально необходимого;
— определение двух значений расхода приточного воздуха в помещении при максимальных и минимальных теплопоступлениях;
— конструирование сети воздуховодов (кольцевые сети, а не тупиковые, как в обычных системах);
— аэродинамический расчет магистральных воздуховодов методом постоянного статического
давления;
— подбор воздушных регулирующих клапанов и распределение потерь давления на регулируемом участке так, чтобы характеристика воздушного регулирующего клапана была близка к линейной (см. Главу 11).
Аэродинамический расчет воздуховодов методом постоянного статического давления основан на принципе равенства статического давления во всех воздуховодах. При обычном способе аэродинамического расчета по удельным приведенным потерям давления на трение размеры воздуховодов принимают по рекомендуемым значениям скорости воздуха в воздуховоде, примерно одинаковой для всех участков вентиляционной сети. Для обеспечения практически постоянного статического давления во всех магистральных воздуховодах при расчете методом постоянного статического давления размеры воздуховодов назначают так, чтобы потери давления на трение на участках компенсировались изменением динамического давления потока. Практически постоянные перепады статического давления в каждом ответвлении гарантируют балансировку системы, что дает возможность использовать обычные воздухораспределители. Этот метод расчета может быть реализован только путем последовательных приближений и предполагает использование итерационных методов вычисления с использованием компьютерных программ. Статическое давление должно оставаться постоянным за счет перехода динамического давления в статическое, что уравновешивает общие потери давления. Это приводит к постепенному уменьшению значения скорости воздуха на участках воздуховодов по мере удаления от вентилятора. Если участки воздуховодов имеют различную длину, то сечения воздуховодов отличаются от сечения воздуховодов, полученных методом удельных потерь давления на трение, воздуховоды имеют большие размеры. При этом общие потери давления ниже и, следовательно, ниже расход электроэнергии на перемещение воздуха. Метод постоянных статических давлений применяется для расчета магистральных воздуховодов кольцевых вентиляционных сетей большой протяженности с большим количеством ответвлений при относительно высоких значениях скоростей воздуха в воздуховодах, для расчета ответвлений используют традиционный метод удельных линейных потерь давления.