Dovodno-odvodne prezračevalne naprave: primerjalni pregled različnih vrst opreme

Naravni sistem kroženja zraka pogosto odpove – njegova zmogljivost je odvisna od naravnih dejavnikov in uporabe tesnih steklenih oken. Teh pomanjkljivosti nima prisilno prezračevanje.

Za normalizacijo izmenjave zraka se uporablja dovodno-odvodna naprava – praktična in učinkovita rešitev. Raznolikost klimatske opreme omogoča izbiro modela za specifične pogoje uporabe. Vendar se je včasih težko odločiti za ustrezno napravo, se strinjate?

Pomagali vam bomo rešiti to vprašanje. V članku so predstavljene informacije o načelih delovanja in značilnostih uporabe različnih vrst dovodno-odvodnih agregatov. Za lažjo izbiro smo označili glavne značilnosti in parametre naprav, ki jih je treba upoštevati pri nakupu.

Sestavni deli prisilnega prezračevanja

Dovodno-odvodni modul – glavna komponenta prezračevalnega sistema s prisilnim vodenjem. Naprava zagotavlja normirano kroženje zraka v zaprtem prostoru – dovajanje čistih tokov in odvod izrabljenih mas.

Prezračevalni modul predstavlja sklop opreme, zaprt v enotno ohišje (monoblok agregat) ali sestavljen iz posameznih elementov.

Shema zgradbe prisilnega prezračevalnega sistema: 1 – dovodno-odvodni modul (PVU), 2 – zračni kanali, zračne rešetke, adapterji, 3 – razdelilniki zračnih tokov, 4 – krmilna enota (+)

Konstrukcija dovodno-odvodnega agregata v obveznem vrstnem redu vključuje naslednje elemente:

1. Ventilator. Osnovni sestavni del za delovanje umetnega sistema izmenjave zraka. V PVU z razvejano mrežo zračnih kanalov so nameščeni radialni ventilatorji, ki podpirajo visok zračni tlak. V prenosnih PVU je dovoljeno uporabiti aksialne modele.
2. Zračna loputa. Namesti se za zunanjo rešetko in preprečuje vstop zraka od zunaj, ko je sistem izklopljen. Če je ni, bodo pozimi v prostor prodirali hladni tokovi.
3. Magistrala zračnih kanalov. V sistemu sta vključeni dve liniji kanalov: ena za dovod, druga za odvod zraka. Obe omrežji potekata skozi PVU. Na prvi zračni kanal je priključen dovodni ventilator, na drugega pa odvodni.
4. Avtomatika. Delovanje naprave regulira vgrajeni sistem avtomatike, ki se odziva na odčitke senzorjev in parametre, ki jih nastavi uporabnik.
5. Filtri. Za čiščenje vstopnih mas se uporablja kompleksna filtracija. Na vhodu dovodnega zračnega kanala je nameščen filter grobega čiščenja, njegova naloga je zadrževanje puha, žuželk in delcev prahu.

Osnovni namen primarnega čiščenja je zaščita notranjih komponent sistema. Za bolj 'fino' filtracijo so pred razdelilniki zraka nameščeni fotokatalitski, ogljeni ali drug tip pregrade.

Zgradba PVU na primeru modela Vents VUT z rekuperacijo in grelcem. V konstrukciji je predviden obvod (bypass) za zaščito toplotnega izmenjevalnika v zimskem času (+)

Nekateri kompleksi so opremljeni z dodatnimi funkcijami: hlajenje, klimatizacija, vlaženje, večstopenjski sistem čiščenja in ionizacije zraka.

Načelo delovanja dovodno-odvodnega kompleksa

Delovni cikel PVU temelji na dvokrožni shemi transporta.

Celoten postopek prezračevanja lahko razdelimo na več stopenj:

1. Zajem zračnega toka z ulice, njegovo čiščenje in dovajanje do razdelilnikov skozi zračni kanal.
2. Vstop onesnaženih mas v odvodni kanal in njihov kasnejši transport do izhodne rešetke.
3. Izpust odpadnih zračnih tokov na zunanjost.

Shema kroženja se lahko dopolnjuje s fazami prenosa toplotne energije med dvema tokovoma, dodatnim segrevanjem vstopnega zraka itd.

Delovanje PVU. Oznake na sliki: 1 – dovodno-odvodni modul, 2 – dovod svežega zraka, 3 – zajem 'odpadnega zraka', 4 – izpust uporabljenih zračnih mas na zunanjost (+)

Delovanje prisilnega sistema zagotavlja vrsto prednosti v primerjavi z naravnim zračnim izmenjevanjem:

• vzdrževanje nastavljenih vrednosti – senzorji se odzivajo na spremembe v atmosferi in prilagajajo način delovanja PVU;
• filtracija vstopnega toka in možnost njegove obdelave – segrevanje, hlajenje, vlaženje;
• prihranek stroškov za ogrevanje – to je aktualno za naprave z rekuperacijo.

Med pomanjkljivosti uporabe PVU spadajo: visoka cena prezračevalnega kompleksa, težavnost montaže po končanih gradbeno-remontnih delih in hrupni učinek. Pri monoblok napravah je slednja pomanjkljivost odpravljena z uporabo zvočno izoliranega ohišja.

Vrste naprav: značilnosti zgradbe in uporabe

Stroški, zmogljivost in poraba energije so odvisni od funkcionalnih možnosti prezračevalne enote. Raznolikost modelov pogojno delimo v naslednje skupine: naprave z rekuperacijo, agregati z ogrevanjem in klimatizacijo. Posebna kategorija so »mobilne« naprave.

Dovodno-odvodni modul z rekuperatorjem

Prezračevalni sistem s prisilnim prezračevanjem ima poleg zgoraj opisanih prednosti tudi pomembno pomanjkljivost – znatno povečanje toplotnih izgub. Skupaj z odpadnim zrakom »izhlapi« tudi toplota, ki jo proizvede ogrevalni sistem.

Izgube znašajo približno 60%. Rešitev problema je prenos energije iz odvodnega zračnega toka na dovodnega.

Delno povračilo toplote poteka v rekuperatorju – modulu s toplotnim izmenjevalnikom in ventilatorjem za premikanje nasprotno usmerjenih tokov. Izmenjava energije poteka skozi stene toplotnega izmenjevalnika – zračni tokovi se ne mešajo (+).

Danes se večina prezračevalnih enot izdeluje z rekuperatorji. Kljub visoki ceni opreme je smiselnost rekuperacijskega sistema ekonomsko upravičena.

Vrednosti izkoristka »toplotnega izmenjevalnika«:

• 30-60% – nizka raven toplotnega povračila;
• 60-80% – dober kazalnik učinkovitosti;
• nad 80% – visokokakovostna izmenjava toplote.

Zanimivo je, da je tudi rekuperator z 30-odstotnim izkoristkom ekonomsko ugodnejši od prezračevalne enote osnovne opreme brez toplotnega izmenjevalnika. Povprečna doba vračila rekuperacijske prezračevalne naprave je do 5 let.

Učinkovitost prezračevalne enote, shema gibanja zračnega toka, poraba električne energije in cena modula so odvisni od konstrukcije rekuperatorja.

Ločimo več vrst toplotnih izmenjevalnikov:

• rotacijski;
• ploščati;
• toplotne cevi;
• komorni modul;
• glikolni agregat.

Prva dva modela sta postala zelo razširjena.

Rotacijski rekuperator

V ohišju prezračevalne enote je nameščen cilindrični rotacijski toplotni izmenjevalnik s ploščami iz valovite kovine. Med delovanjem se prekati izmenično polnijo z nasprotno usmerjenimi tokovi zraka.

Območje z odpadnim zrakom se segreje, po vrtenju bobna se toplota prenese na na novo pritekajoče hladne mase, zbrane v sosednjem kanalu.

Povračilo toplote znaša 60-90%.

Dodatne prednosti:

• delno vračanje vlage;
• varčna poraba električne energije.

Hitrost vrtenja bobna je mogoče uravnavati, s čimer izbiramo intenzivnost izmenjave zraka in raven izkoristka.

Argumenti proti bobnasti modifikaciji:

• primes odpadnega zraka k svežemu toku – 3-8%;
• delno prenašanje vonjav nazaj v prostor;
• akustični pritisk zaradi vrtečega se rotorja;
• potreba po rednem vzdrževanju gibljivih delov;
• velike dimenzije.

Zaradi zapletenosti mehanizma so prezračevalne enote z rotacijskim rekuperatorjem dražje od ploščatih modifikacij.

Ploščasti toplotni izmenjevalec

Zračni kanali se "srečajo" v tesnem bloku z množico kanalov. Oddelki so ločeni s toplotno prevodnimi pregradami.

Ustvarjene poti so nameščene v križni smeri – v območju turbulence se učinkovitost izmenjave toplote poveča. Hkrati se pregrade kasete rekuperatorja ohlajajo/ogrevajo z obeh strani.

Argumenti "za":

• dovod čistega zraka brez primesi "odpadnega zraka";
• dostopna cena;
• enostavnost nastavitve in zanesljivost modula – ni premičnih elementov.

Izkoristek ploščnega rekuperatorja – do 70%. Glavna pomanjkljivost je nastajanje kondenzata in pojava ledu v izpušnem kanalu pozimi. Delovanje v načinu "odtaljevanja" (preusmerjanje toplega toka mimo kasete) zmanjšuje izkoristek sistema za 20%.

Trenutno je na trgu precej veliko dovodno-odvodnih prezračevalnih sistemov z rekuperacijo toplote različnih proizvajalcev. S podobnim naborom lastnosti se razlikujejo po ceni, kakovosti, območju delovanja in številnih drugih merilih.

Zato priporočamo, da si ogledate dovodno-odvodno prezračevalno napravo s ploščnim rekuperatorjem in integrirano avtomatiko podjetja Naveka, ki se je v zadnjem času odlično izkazala na trgu zaradi svoje zanesljivosti in dokaj tihega delovanja. Integrirano upravljanje z daljinskim upravljalnikom, spremljanje na zunanjem LCD-zaslonu, nastavitev urnika delovanja in še veliko več je že vgrajeno v ta agregat.

Tipičen “predstavnik” dovodno-odvodne naprave s ploščnim rekuperatorjem – Naveka Node1 500AC. Kompaktni model z debelino plošče 25 mm, ki je napolnjen z negorljivo mineralno volno. Ena od številnih prednosti te rešitve je nadzorna plošča z LCD zaslonom, s katero je mogoče zelo priročno upravljati delovanje celotnega sistema.

Med drugimi blagovnimi znamkami priporočamo, da bodite pozorni na sisteme z rekuperacijo podjetij Mitsubishi, Maico in VENTO.

Energijsko varčni agregati z ogrevanjem

Samo rekuperacija pogosto ni dovolj za popolno kompenzacijo temperaturne razlike nasprotnih tokov. To funkcijo prevzame vgrajeni grelnik. Poleg tega element ščiti toplotni izmenjevalnik pred zmrzovanjem.

V PVU se uporabljata dve vrsti grelnikov: vodni in električni. Oglejmo si vsakega podrobneje.

Vodno ogrevanje

V ohišju prisilne prezračevalne naprave je nameščen radiator s cevkami, po katerih kroži toplotni nosilec. Tuljava ima rebra za povečanje površine stika s prehajajočimi zračnimi tokovi.

Primer naprave PVU z grelnikom (Vents VUT 1000 VG): 1 – vodni radiator, 2 – rekuperator, 3 in 4 – ventilatorja za dovod in odvod (+)

Tekoči grelni element se vklopi, če je dovodni zrak na izhodu iz rekuperatorja hladnejši od nastavljene temperature.

Električni grelnik

Naprave z električnim grelnikom lahko segrejejo dovodni zrak na višje temperature kot »vodne« različice.

Vendar je električni grelnik zahtevnejši glede pogojev delovanja:

• hitrost zračnega toka – 2 m/s in več;
• temperatura dovodnega zraka v območju 0–30 °C, vlažnost – do 80 %;
• pred grelnim elementom je priporočljivo namestiti dodaten filter.

V primerjavi z vodnim gretjem je električni modul v smislu obratovanja dražji – povečajo se stroški za električno energijo.

Upravljanje grelnika poteka preko osrednje krmilne enote. Obvezna sta časovnik delovanja in možnost izklopa naprave v primeru pregrevanja (+)

Kompleksi s klimatizacijo

Posamezni modeli združujejo funkcije prisilnega prezračevanja in klimatizacije. Vsi elementi so združeni v enoten toplotnoizolacijski sistem. Izrazit primer večnamenske tehnike je serija naprav »Klimat«.

Zgradba klimatske enote: 1 – filtri, 2 – ventilatorji dvosmernega delovanja, 3 – kompresor freonskega kroga, 4 – električni grelnik, 5 – vodni grelnik, 6 – toplotni izmenjevalniki, 7 – avtomatika, 8 – ohišje (+)

V shemi je vključen reverzibilna toplotna črpalka – zaprt freonski krog, povezan s toplotnimi izmenjevalniki na izpušnem in dovodnem kanalu.

Delovanje PVU s klimatizacijo poteka v dveh načinih:

1. Ohlajanje. Toplotni izmenjevalnik na dovodnem zračnem kanalu deluje kot uparjalnik in znižuje temperaturo vstopajočega zraka. Po drugi strani se toplotni izmenjevalnik-kondenzator hladi s hladnim zrakom, ki prihaja iz prostora.
2. Gretje. Rekuperator izpušnega zračnega kanala oddaja toploto »odpadnega« zraka svežim zračnim masam. Na izhodu iz PVU pred dovodom v hišo je možen dodatno ogrevanje zraka.

Način delovanja se nastavi samodejno s pomočjo regulatorjev in senzorjev, ki odčitavajo parametre ozračja.

Prenosna naprava brez kanalov

Zanimiva rešitev za zaprte prostore – mobilne dovodne prezračevalne naprave z možnostjo čiščenja, ogrevanja in hlajenja zraka.

Značilnosti prenosnih modulov:

• odsotnost obsežnih zračnih kanalov;
• namestitev znotraj prezračevanega prostora;
• kompaktne dimenzije in možnost montaže v 2–3 urah;
• večnamenskost: dovod, obdelava in odvod zračnih mas;
• nizek nivo hrupa – v območju 35 dB;
• odsotnost prepiha.

Za ureditev decentraliziranega prezračevanja je potrebna namestitev prenosne PVU v vsakem posameznem prostoru.

Shema mobilne PVU: 1,3 – dušilec hrupa, 2 – prostor za rekuperacijo in prezračevanje, 4 – električni kalorifer, 5 – ogljeni filter, 6 – filter za fino čiščenje, 7 – filter za predčiščenje, 8 – žaluzijski ventil, 9 – električni pogon (+)

Brezkanalne prezračevalne naprave se uporabljajo predvsem v javnih stavbah (predavalnice, telovadnice, učilnice itd.).

Razvrstitev mobilne klimatske opreme je navedena v tem članku.

Različice glede na način montaže

Možne so tri možnosti namestitve prezračevalnega modula:

• talni;
• stenski;
• »podšivni«.

Talna montaža je značilna za visokozmogljive in obsežne prezračevalne enote s pretokom zraka od 8000 m³/h. Kljub prisotnosti vibracijske izolacije prezračevalnih sekcij je za namestitev voluminoznih modulov potrebna trdna podlaga.

Stenski modeli se odlikujejo po nizki zmogljivosti – do 1500 m³/h in kompaktnih dimenzijah. Montaža se izvaja s sidrnim pritrdilom na steno, priključitev zračnih kanalov od zgoraj. Enota se lahko namesti v tehničnem prostoru (balkon, kopalnica, garderoba).

Moduli s podšivno ali visečo pritrditvijo so najbolj priljubljeni. Praviloma ima oprema kanalsko izvedbo in je namenjena montaži pod stropom.

Glavna prednost visečih modelov je skrita montaža. Vendar bo treba za namestitev enote v obstoječem prostoru delno »izkoristiti« višino stropov.

Osnovni parametri izbire prezračevalne naprave

Ureditev in montaža prezračevalnih sistemov zahtevata kapitalske naložbe in precejšnje stroške dela. Zato izbira »srca« prezračevalnega sistema temelji na natančnih izračunih in analizi več parametrov.

Ocena in izračun tehničnih značilnosti

Najprej je treba določiti ustrezne vrednosti zmogljivosti in statičnega tlaka.

Zmogljivost

Izračun naprave temelji na normativih izmenjave zraka po SNiP, namembnosti prostora, površini servisiranja in številu oseb.

Potrebno je izvesti dva izračuna (glede na število oseb in stopnjo izmenjave zraka), primerjati kazalnike in izbrati najvišjo vrednost.

Normativi pretoka zraka na osebo: tipična vrednost – 60 m³/h, v mirovanju – 30 m³/h. Predpisana stopnja izmenjave zraka: 1-2 – za stanovanjske stavbe, 2-3 – pisarne, nakupovalna središča

Primer določanja zmogljivosti (L) za hišo z danimi pogoji:

• število družinskih članov – 3 osebe;
• površina hiše – 70 m²;
• višina stropov – 3 m.

Formula 1. Izračun po številu oseb:

L=N*norm,

kjer:

• N – število stanovalcev;
• norm – pretok zraka (vsaj 40 m³/h).

L=3*40=120 m³/h.

Formula 2. Izračun po kratnosti izmenjave zraka:

L=S*H*n,

kjer:

• S – površina;
• H – višina;
• n – normirani kazalnik izmenjave zraka.

L=70*3*1,5=315 m³/h.

Sklep: za zagotovitev zadostnega kroženja zraka je potrebna naprava s pretokom vsaj 315 m³/h.

Tipične vrednosti prezračevalnih naprav:

• 100–500 m³/h – stanovanja in posamezni prostori;
• 500–2000 m³/h – zasebne hiše, vikendi;
• 1000–10000 m³/h – proizvodne stavbe, delavnice, pisarne.

Statični tlak

Vrednost prikazuje tlak, ki ga ventilator ustvari za premagovanje upora na poti kroženja zraka. Natančen izračun statičnega tlaka zahteva upoštevanje upora vseh elementov omrežja.

Ročni izračun brez ustreznega izkustva je težko izvesti. Strokovnjaki uporabljajo programsko opremo, kot je MagiCad.

Povprečne vrednosti tlaka pri hitrosti zračnega toka 3–4 m/s: stanovanja 50–150 m² – 75–100 Pa, vikendi 150–350 m² – 100–150 Pa

Navedeni podatki veljajo zgolj za modularne prezračevalne naprave, ne pa za sestavljene sisteme, kjer je treba upoštevati padec tlaka na zračnem ventilu, grelniku, filtru in drugih komponentah.

Poleg navedenih parametrov je treba oceniti:

1. Energijska učinkovitost. Za vsak možen model je treba izračunati stroške električne energije za 1 leto ob upoštevanju načina delovanja pozimi in poleti. Energijski razred prikazuje razmerje med porabljeno energijo in količino proizvedene toplote.
2. Izkoristek rekuperatorja. Primerjati je treba vrednosti izkoristka v različnih načinih delovanja PVU. Visok izkoristek imajo toplotni izmenjevalniki z dvojno ploščno kaseto in vmesnim območjem – izkoristek dosega 70–90 %.
3. Moč grelnika. Tipična vrednost za gospodinjske prezračevalne naprave je 3–5 kW.

Bolje je dajati prednost modelom z možnostjo samodejnega zmanjšanja hitrosti ventilatorja za prilagoditev obremenitve omrežja.

Raven hrupa in stopnja filtriranja

Akustična moč prikazuje, kako "glasno" bo delovanje sestavljene naprave.

Zvočni učinek določata dve vrednosti:

• LwA – stopnja akustične moči;
• LpA – raven zvočnega tlaka.

Oceno dejanske "hrupnosti" je treba podati na podlagi prvega kazalnika. Različni proizvajalci lahko merijo akustično moč po različnih metodah, zato imajo enake vrednosti včasih v praksi različne rezultate.

Učinkovita metoda za oceno "zvoka" naprave je testiranje v demonstracijskem prostoru. Dovoljena raven hrupa v bivalnem prostoru je 25–45 dB.

Kakovost vstopnega zraka je odvisna od uporabljenega sistema za čiščenje.

Možne stopnje filtracije:

• barjero pred večjim uličnim prahom, dlako in puhom – grobo čiščenje s filtri G4, G3 z učinkovitostjo 90%;
• zaščita pred finim prahom velikosti 1 μm – razred filtracije F7-F9;
• absolutno čiščenje, ki zagotavlja barjero pred delci velikosti 0,3 μm – HEPA-filtri (H10-H14), učinkovitost – 99,5%.

Za stanovanjske hiše zadoščata prvi dve stopnji čiščenja. Visokoučinkovita filtracija se uporablja v zdravstvenih ustanovah, prostorih za proizvodnjo zdravil, živil in elektronike.

Udobnost uporabe: potrebna funkcionalnost

Gospodinjske PVU so opremljene z vgrajenim avtomatskim sistemom, nadzorno ploščo, LCD-zaslonom s prikazom vseh parametrov izmenjave zraka. Poleg osnovnih možnosti (nadzor hitrosti ventilatorja, temperature) je zaželena prisotnost praktičnih funkcij.

Časovnik. Scenarijsko upravljanje bo omogočilo optimizacijo načina delovanja za določen čas dneva ali dan v tednu.

Za natančno nastavitev je priporočljivo izbrati naprave z ventilatorjem s 5 ali več hitrostmi ter z uro v realnem času, ki se ob izklopu napajanja ne resetira.

Ponovni zagon. Možnost samodejnega vklopa in shranjevanja nastavljenih parametrov v primeru izpada električnega napajanja.

Indikator onesnaženosti filtra. Priročna možnost – obvestilo o zamenjavi filtrirnega elementa. Visokotehnološki modeli so opremljeni s senzorji spremembe tlaka na vstopu zračnega filtra – ob onesnaženju se tlačna razlika poveča.

Samodiagnostika. Vsaka tehnika sčasoma odpove. Koristno je, če avtomatika »opozori« na nastalo okvaro – to bo pomagalo pravočasno ugotoviti in odpraviti težavo.

Zaključki in koristen video na to temo

Energijsko varčna prezračevalna naprava z rekuperacijo visečega tipa Daikin VAM/800FB:

Naprava, značilnosti in tehnologija montaže prenosnega dovodno-odvodnega modula Vents Micro 60/A3:

PVU 400 podjetja Ventrum z električnim grelnikom in rotacijskim rekuperatorjem:

Ureditev prezračevanja z uporabo dovodno-odvodnega modula se uporablja v prostorih različnih namembnosti in velikosti.

Zagotavljanje kakovostne izmenjave zraka je odvisno od pravilnega izračuna in izbire klimatske opreme. Če dvomite v lastne sposobnosti, se za določitev parametrov in izdelavo projekta raje obrnite na strokovnjake.

Imate kaj dodati ali ste imeli vprašanja o izbiri dovodno-odvodne naprave? Lahko pustite komentarje k objavi in sodelujete v razpravi o gradivu – kontaktni obrazec se nahaja v spodnjem bloku.