Analiză comparativă a sistemelor de ventilație și aer condiționat

Scăderea eficienței muncii, senzația constantă de slăbiciune în corp, nervozitate crescută, dorința regulată de a trage un pui de somn sunt adesea rezultatul unui schimb insuficient de aer. Cu toate acestea, aceste probleme pot fi prevenite printr-o ventilație și aer condiționat corecte.

Mai mult, nu vă veți putea limita doar la sistemul natural – acesta are o serie de dezavantaje. Va trebui să alegeți tipul mecanic optim de schimb și amestecare a aerului, analizând avantajele și dezavantajele fiecărei metode.

Să încercăm împreună să înțelegem cum funcționează diferitele sisteme de ventilație și în ce cazuri se aplică una sau alta dintre variante.

De ce este necesară ventilația?

Reînnoirea aerului permite prevenirea bolilor sistemului cardiovascular și ale sistemului nervos central, a nivelului excesiv de transpirație, a deteriorării atenției, a bolilor cronice la persoanele cu imunitate slabă.

Sistemul standard de ventilație permite:

• să reducă concentrația de praf și a altor particule fine din aer;
• să selecteze o temperatură confortabilă pentru muncă;
• să elimine gazele de eșapament și componentele agresive care provoacă alergii.

Desigur, puteți deschide și ferestrele, dar atunci în cameră va intra praf și aer murdar. Iar în perioada rece a zilei, cheltuielile pentru încălzire vor crește. De asemenea, curenții de aer afectează negativ sănătatea omului.

Sistemul natural de ventilație nu poate asigura pe deplin aerisirea încăperii.

Procesul de condiționare a aerului

Chiar și în sezonul cald, este problematic să se realizeze un simplu schimb de aer fără utilizarea unor dispozitive speciale. Prin urmare, este recomandabil să se utilizeze echipamente suplimentare.

Vara, aerul este umed și cald. Aerul condiționat va asigura curățarea acestuia și stabilirea unei temperaturi mai scăzute. De exemplu, sunt potrivite sistemele split, aparatele de aer condiționat industriale și chiller-fancoil.

În schimb, în sezonul rece, aerul este înghețat și mai puțin umed. Desigur, nu uitați de filtrare. Cu toate acestea, mai trebuie să încălziți și să umidificați aerul, iar caloriferul se descurcă cu succes cu aceasta, garantând creșterea temperaturii la un nivel confortabil.

Acest proces este adesea asigurat prin amestecare: fluxurile reci se combină cu cele calde. Aerul se răcește în camere speciale datorită pătrunderii unor picături mici de apă.

Există, de asemenea, încăperi care necesită o abordare specială pentru organizarea ventilației. De exemplu, în sălile de sport cu piscine, apa se evaporă continuu, crescând nivelul de umiditate.

De la piscine se evaporă apă, care se condensează pe pereții și tavanul încăperii. O ventilație corectă permite prevenirea umidității excesive.

Pentru a rezolva astfel de probleme sunt destinate dezumidificatoarele. Dezavantajul acestora este lipsa ventilației. Aerul rămâne în încăpere, dar nivelul de umiditate scade. Prin urmare, concentrația de oxigen scade, ceea ce afectează negativ starea de bine a oamenilor.

Metoda mecanică de evacuare a aerului

Ventilația naturală adesea nu își îndeplinește funcțiile directe. Prin urmare, devine necesară utilizarea unui sistem artificial. Diferența sa principală constă în faptul că funcționează prin forțare.

Tipul mecanic de ventilare este utilizat nu numai în producția industrială, ci și în încăperile rezidențiale. Acțiunea sa se bazează pe funcționarea motoarelor electrice, a aerotermelor, a ventilatoarelor și a filtrelor.

Avantajele cheie ale sistemului artificial față de cel natural:

• Eficiență. Transportul practic a oricăror volume de aer pe distanțe semnificative în încăpere.
• Independență față de condițiile meteorologice. Executarea impecabilă de către sistem a funcțiilor directe în orice perioadă a anului.
• Posibilități suplimentare. Reglarea temperaturii și a nivelului de umiditate, curățarea aerului de praf și alte particule mici.

Ventilația mecanică se împarte în ventilație canalizată și necanalizată. În primul caz, aerul trece pe trasee speciale alungite.

Este eficient să se utilizeze o combinație a sistemelor de ventilație mecanică și naturală

În sistemele necanalizate, ventilatoarele sunt amplasate într-o construcție specială. Acestea asigură afluxul de mase de aer proaspăt.

În funcție de tipul ventilației mecanice, sistemele se împart în sisteme de alimentare cu aer, de evacuare și de alimentare-evacuare.

Descrierea sistemului de alimentare cu aer

Sarcina principală a acestui tip de ventilație este de a asigura furnizarea de aer proaspăt în cameră. Pentru ca echipamentul să își poată îndeplini în mod optim funcțiile, modelele complexe sunt echipate cu elemente suplimentare care se ocupă de curățare și umidificare.

Principalul dezavantaj este lipsa capacității de a extrage aerul. Prin urmare, încăperea nu poate fi umplută 100% cu mase de aer reînnoite.

Principiul de funcționare și structura construcției

Sistemul standard include un ventilator care se montează în traversa ferestrei. Acesta asigură aportul de aer proaspăt în încăpere. În aceasta, concentrația gazelor crește. Prin urmare, pentru aerul evacuat nu mai rămâne loc și acesta părăsește încăperea prin orificii speciale de evacuare.

Componenta cheie a sistemului este ventilatorul de admisie. Parametrii săi principali sunt puterea, eficiența alimentării cu aer și presiunea în zona de lucru. De lungimea și complexitatea canalelor depind direct și cerințele privind caracteristicile tehnice ale ventilatorului.

Pe lângă acest dispozitiv, sistemul este format din următoarele elemente:

• grile;
• supape;
• conducte de aer;
• distribuitoare;
• filtre;
• încălzitoare.

Filtrele sunt responsabile pentru eliminarea din aerul care sosește a particulelor mecanice: praf, insecte, resturi etc. Pot asigura curățarea grosieră, fină și foarte fină. În funcție de particularitățile de funcționare, se împart în electrostatice, uscate și umede.

Este necesar să se prevină contactul canalelor de aer cu obiecte străine și umiditate. De aceea, nu se poate face fără o acoperire specială.

Încălzitoarele sau caloriferele sunt responsabile pentru creșterea temperaturii aerului de intrare. Ele pot fi de tip cu apă și electric. Primele funcționează pe baza sistemului de încălzire al casei. Sursa de alimentare a celorlalte este rețeaua electrică.

În ceea ce privește elementele suplimentare, acestea pot fi:

• elemente care reduc nivelul de zgomot;
• dezumidificatoare;
• recuperatoare;
• umidificatoare;
• mijloace de automatizare a funcționării sistemului;
• și altele.

Receptorul de aer trebuie să se afle într-un loc curat, protejat de pătrunderea prafului. În apropierea acestui element constructiv trebuie amplasată camera de admisie.

Unde se aplică această metodă?

Tipul mecanic de organizare a admisiei este utilizat atât pentru obiecte rezidențiale, cât și industriale. Răspunde pentru întreaga încăpere sau doar pentru o parte separată a acesteia, de exemplu, un loc de muncă în producție. Asigură pătrunderea aerului cu o temperatură optimă.

Și, de asemenea, creează zone curate speciale, chiar dacă în alte încăperi nivelul de substanțe toxice este ridicat. Se poate combina cu sistemele de ventilație de evacuare și naturală.

Mai multe detalii despre cum să amenajați corect un sistem de ventilație cu admisie citiți în acest material.

Sistemul de admisie este destul de compact și practic silențios în funcționare. Se remarcă prin simplitatea montajului și întreținerii.

Caracterizarea ventilației de evacuare

Sistemul de evacuare este opusul celui de admisie. Sarcina sa este de a elimina aerul poluat din încăpere. Există tipuri integrate și colectoare.

Structura și principiul de funcționare

Ventilația de tip evacuare este populară pentru amenajarea apartamentelor. Asigură eliminarea aerului uzat sau încălzit. Grilele de evacuare sau supapele de ventilație sunt amplasate de obicei în partea superioară a încăperii. Aerul proaspăt intră prin conectori speciali direct din mediul exterior sau prin încăperile vecine.

Sistemul poate fi amplasat la o anumită distanță sau poate bloca complet sursa de poluare. Dacă se poate limita punctul de eliminare a substanțelor toxice, atunci ventilația locală va fi eficientă, iar dacă nu – cea generală.

Aici locul central îl ocupă ventilatorul. Puterea acestuia determină eficiența întregului sistem. Există aparate de evacuare de joasă (viteza fluxului de aer până la 50 m/s), medie – până la 80 m/s și înaltă presiune (până la 200 m/s).

Elementele principale ale acestui tip de ventilație sunt următoarele:

1. Hote de evacuare. Se remarcă prin cea mai mare eficacitate. Elimină aerul excesiv de umed și cald, gazele grele și praful.
2. Aspiratoare. Elimină cantitatea maximă de substanțe nocive, preluând un minim de aer. Nu împiedică lucrătorul să își îndeplinească sarcinile.
3. Umbrele de evacuare. Sunt destinate eliminării substanțelor care se ridică în sus. Există tipuri a căror funcționare se bazează pe tiraj natural sau forțat.
4. Panouri de evacuare. Sunt eficiente pentru eliminarea prafului și a gazelor nocive fierbinți. Sunt relevante pentru locurile de muncă unde se sudează piese.
5. Aspiratoare laterale. Se utilizează la lucrul cu obiecte mari sau voluminoase, care sunt ținute vertical cu ajutorul unor cabluri metalice sau alte mijloace. Au un diametru mic (sub 100 mm) și sunt amplasate la o parte de obiectul de lucru.

Sistemul de evacuare este destinat în primul rând eliminării aerului uzat. Având în vedere elementele constructive menționate mai sus, acestea sunt eficiente pentru ventilația locală.

Particularitățile utilizării sistemului

Acest tip de ventilație prin evacuare este potrivit pentru încăperi cu un nivel scăzut de concentrație a substanțelor nocive. În același timp, acestea pot pătrunde la diferite niveluri, în fluxuri integrale și separate.

Tipul integral este mai puțin zgomotos în funcționare datorită particularităților constructive, în special ale carcasei.

Acest sistem este relevant pentru depozite, supermarketuri, obiecte sportive, instituții de sănătate și locuințe. Se utilizează în spații de producție unde nu se poate evita eliminarea substanțelor toxice. Se îmbină optim cu ventilația naturală și forțată. Poate funcționa atât local, cât și asigura evacuarea generală a maselor uzate.

La alegere, trebuie analizate particularitățile aerului evacuat. Dacă acesta conține multe substanțe agresive, atunci este indicat să se opteze pentru o variantă cu acoperire anticorozivă.

Esența ventilației de alimentare și evacuare

Acest tip de reîmprospătare a maselor de aer dintr-o încăpere este considerat unul dintre cele mai optime. Acesta permite combinarea avantajelor sistemelor de alimentare și de evacuare.

Sarcina cheie la proiectare este de a echilibra volumele de aer care intră și cel evacuat. Dacă primul predomină, atunci în încăpere crește presiunea datorită concentrației ridicate de gaze, iar la creșterea cantității de aer evacuat, aceasta scade.

Sistemul de ventilație cu alimentare și evacuare este utilizat atât în încăperile rezidențiale, cât și în cele industriale

Ventilația cu alimentare și evacuare are două varietăți. Prima — amestecarea, când aerul curat, prin elemente constructive speciale, intră în încăpere, se amestecă cu gazele existente și iese prin supape speciale.

Celălalt tip — ventilația prin dislocare. Instalarea sistemului are loc la nivelul podelei. Aici funcționează legile elementare ale fizicii — aerul evacuat are o temperatură ridicată, fiind astfel înlocuit de gazele care intră. Acesta iese prin grătarele amplasate pe tavanul încăperii.

Iar aerul proaspăt ajunge în partea inferioară a încăperii, unde se deplasează lent. Astfel, în zona de lucru, în acea parte a încăperii unde se află nemijlocit ocupanții, se creează condiții confortabile pentru odihnă și muncă.

Pentru ca ventilația prin dislocare să fie eficientă, este necesar ca aerul proaspăt să aibă o temperatură mai scăzută decât cel deja existent în clădire. Pentru încăperile rezidențiale, diferența este de 1-3 °C, iar pentru fabrici, uzine și alte obiective cu cerințe speciale — de 1-5 °C.

Trebuie să se monitorizeze temperatura aerului care intră și a celui existent în încăpere. În cazul nerespectării intervalelor menționate mai sus, va apărea convecția.

Acest tip de ventilație are atât avantaje, cât și dezavantaje. Printre plusuri se numără posibilitatea de utilizare în clădiri industriale, caracterizate prin degajare de substanțe toxice și temperaturi ridicate, și eficiența ridicată de funcționare.

În schimb, la dezavantaje se numără următoarele:

• necesitatea unor suprafețe relativ mari pentru difuzoarele de alimentare;
• creșterea teritoriului adiacent;
• diminuarea eficacității sistemului ca urmare a pătrunderii de obiecte străine în difuzoarele de alimentare;
• creșterea gradientului vertical de temperatură.

Ultimul reprezintă diferența dintre temperaturile gazului din zona de lucru și cea de sub tavan.

Dacă doriți să optați pentru un sistem de ventilație și climatizare prin dislocare, atunci analizați amplasarea și puterea echipamentului de încălzire. Aceste caracteristici influențează combinarea curenților de aer din cameră.

De exemplu, aerul de intrare, care ar trebui să ajungă direct în zona de lucru, poate fi blocat de gazele calde de la calorifere sau încălzitoare. Rezultatul este o ventilație nu prin deplasare, ci prin amestecare.

Procesul de amestecare presupune intrarea aerului în încăpere pe una sau mai multe căi. În schimb, gazele uzate ies printr-un singur flux.

În zona de lucru, viteza aerului de ieșire este cu o treime mai mică decât cea a aerului de intrare

Parametrul cheie al ventilației prin amestecare este ejecția. Aceasta este o combinație de orice tip de medii, în care una dintre ele influențează și direcționează cealaltă. În cazul concret, este capacitatea difuzoarelor de a combina armonios jeturile de aer.

Ejecția determină particularitățile sistemului de ventilație. De exemplu, amestecarea este asigurată de difuzoare de tip jet cu o valoare mare a indicatorului. Iar pentru deplasare sunt caracteristice dispozitive cu un indicator mic de injecție.

Pentru a minimiza numărul de curenți de aer în cazul abaterii diferenței dintre temperaturile aerului de intrare și cel din încăpere de la normă, difuzoarele trebuie să aibă un indicator mare.

De asemenea, sunt importante viteza de deplasare a maselor de aer și temperatura aerului. Pentru a asigura un confort maxim, gazele trebuie să se deplaseze cu o viteză de cel mult 0,18 m/s și să aibă o temperatură între 20 și 22 °C.

Viteza de deplasare a aerului depinde de geometria și destinația încăperii, de temperatura din zona de lucru și de interior

Deosebit de periculoase pentru sănătatea și starea de bine a omului sunt depășirea primului indicator și scăderea celui de-al doilea. Atunci este dificil să stai pur și simplu în încăpere, cu atât mai mult să desfășori o activitate productivă.

Proiectând ventilația, trebuie să se țină cont de influența obstacolelor fizice. Acestea includ lămpi amplasate pe tavan, etaje, planșee, coloane etc.

În majoritatea cazurilor, fluxul de aer de intrare poate ocoli un obstacol a cărui lățime este 1/50 din înălțimea tavanului

Sălile de curs sunt încăperi non-standard, care se caracterizează printr-o zonă de lucru semnificativă, un număr mare de ascultători și un tavan înalt. În consecință, abordarea ventilației este destul de specifică.

O metodă populară este furnizarea de aer proaspăt direct sub locurile de ședere ale ascultătorilor. Se consideră că gazele de intrare se vor încălzi, se vor ridica la tavan și vor fi evacuate din încăpere.

Cu toate acestea, practica arată că această abordare este greșită — gazele se comportă la fel ca lichidele. Mai întâi, aerul se adună în partea inferioară a sălii și abia după aceea se ridică.

Amplasarea rațională a difuzorului – în părțile frontale ale sălii de clasă sau ale auditoriului

Chiar și calculele argumentate și modelarea pe computer nu garantează o predicție cât mai exactă a direcției de mișcare a aerului. Cu toate acestea, este necesar să se țină cont de numărul și amplasarea difuzoarelor unul față de celălalt, amplasarea elementelor de încălzire, obstacolele și alți factori.

Majoritatea studiilor privind amplasarea difuzoarelor demonstrează că ventilația prin amestecare merită o evaluare arbitrară. De exemplu, este eficientă amplasarea orificiilor de evacuare a aerului la intrarea în încăpere, din spatele băncilor din spate.

Dar dacă se amplasează orificiile de evacuare în alte părți ale auditoriului, atunci în majoritatea cazurilor nu se va obține efectul dorit. Iar un schimb corect permite prevenirea formării unei benzi de aer cald și viciat.

Vă recomandăm să citiți și un alt articol, în care am descris mai detaliat principiul de funcționare al ventilației de alimentare și evacuare. Mai multe detalii – accesați linkul.

Cum funcționează ventilația locală?

Dacă aerul este direcționat intenționat către anumite zone ale încăperii sau este extras de acolo, atunci o astfel de ventilație se califică drept ventilație locală. Aceasta se împarte în ventilație de alimentare și de evacuare.

Ventilația locală de alimentare necesită costuri mult mai mici în condiții de utilizare decât ventilația generală. Este populară în spațiile de producție care necesită o reînnoire rapidă a gazelor. Permite reducerea umidității și a temperaturii.

În majoritatea cazurilor, are loc combinarea ventilației locale și generale, când un tip este completat de celălalt

Construcția locală de evacuare este utilizată și în industrie. Este relevantă pentru eliminarea substanțelor toxice, reducerea temperaturii într-o anumită parte mică a încăperii. Mai multe detalii despre ventilația spațiilor de producție am relatat în acest articol.

Permite prevenirea consecințelor factorilor menționați și a altor factori negativi. Are un efect pozitiv asupra confortului de lucru al angajaților, deoarece substanțele nocive părăsesc încăperea aproape imediat după formare.

Dacă lucrările legate de emiterea de substanțe toxice se desfășoară pe întreg teritoriul sau pe cea mai mare parte a încăperii, atunci ventilația locală nu va fi eficientă. Cu toate acestea, este totuși oportun să o folosiți în fața locurilor cu cele mai mari emisii.

Concluzii și material video util pe această temă

Videoclip despre ventilația locală într-o încăpere cu echipament tehnologic:

Videoclipul explică particularitățile și actualitatea proiectării sistemului de ventilație, variantele de echipare și nuanțele de montaj:

Particularitățile funcționării sistemului standard de ventilație sunt demonstrate de videoclip:

Fiecare sistem de ventilație are particularitățile sale. La alegere, trebuie să se țină cont de mulți factori: de la specificul utilizării încăperii până la prezența obstacolelor pentru fluxul de aer. Cu toate acestea, o abordare atentă va permite alegerea sistemului de ventilație optim.

După studierea materialului, au rămas întrebări pe tema articolului? Sau puteți completa cele expuse mai sus cu informații valoroase? Vă rugăm să lăsați comentariile dumneavoastră, să adresați întrebări, să împărtășiți experiența în secțiunea de sub articol.