Dovodno-odvodno prezračevanje: načelo delovanja in posebnosti namestitve

V prostoru, napolnjenem s svežim zrakom, se lažje diha, produktivneje dela in bolj trdno spi. Toda odpiranje okna za prezračevanje vsake 2–3 ure je težavno, se strinjate? Še posebej ponoči, ko vsi družinski člani sladko spijo.

Ena od avtomatiziranih rešitev za to nalogo je dovodno-odvodno prezračevanje (DOP) prostora. Toda kako ga pravilno narediti? Pomagali vam bomo preučiti načelo delovanja in razumeti posebnosti ureditve.

V našem članku so obravnavani sestavni elementi dovodno-odvodnega sistema, pravila za njihov izračun in normativi izmenjave zraka v prostorih različnih tipov.

Izbrane so sheme ureditve prezračevanja, fotografije posameznih elementov sistema, podana so koristna video priporočila za izdelavo prezračevalnega sistema v zasebni hiši z lastnimi rokami.

Kaj je prezračevanje?

Kako pogosto prezračujemo sobo? Odgovor mora biti maksimalno iskren: 1–2 krat na dan, če nismo pozabili odpreti okna. Ponoči pa kolikokrat? Retorično vprašanje.

V skladu s sanitarno-higienskimi normami se mora celotna masa zraka v sobi, kjer se nenehno nahajajo ljudje, popolnoma obnavljati vsake 2 uri.

Pod običajnim prezračevanjem razumemo proces izmenjave zračnih mas med zaprtim prostorom in okolico. Ta molekularno-kinetični proces omogoča odstranjevanje odvečne toplote in vlage s pomočjo filtracijskega sistema.

Prezračevanje tudi zagotavlja skladnost zraka v prostoru s sanitarno-higienskimi zahtevami, kar nalaga lastne tehnološke omejitve na opremo, ki bo generirala ta proces.

Prezračevalni podsistem je skupek tehnoloških naprav in mehanizmov za zajemanje, odvajanje, premikanje in čiščenje zraka. Je del celovitega sistema komunikacij prostorov in stavb.

Priporočamo, da ne primerjate pojmov prezračevanje in klimatizacija – zelo podobni kategoriji, ki imata vrsto razlik.

1. Osnovna ideja. Klimatizacija zagotavlja vzdrževanje določenih parametrov zraka v zaprtem prostoru, in sicer temperaturo, vlažnost, stopnjo ionizacije delcev in podobno. Prezračevanje pa izvaja nadzorovano zamenjavo celotne količine zraka skozi dovod in odvod.
2. Glavna značilnost. Klimatizacijski sistem deluje z zrakom, ki je v prostoru, in sam dotok svežega zraka lahko sploh ni prisoten. Prezračevalni sistem vedno deluje na meji zaprtega prostora in okolice z izmenjavo.
3. Sredstva in metode. V nasprotju s prezračevanjem v poenostavljeni obliki klimatizacija predstavlja modularno shemo iz več blokov, ki obdeluje majhen del zraka in tako vzdržuje sanitarno-higienske parametre zraka v navedenem območju.

Sistem prezračevanja v hiši je lahko razširjen do poljubnega potrebnega obsega in v primeru izrednih razmer v prostoru zagotavlja dokaj hitro zamenjavo celotne količine zračne mase. To se doseže s pomočjo močnih ventilatorjev, grelnikov, filtrov in razvejanega sistema cevovodov.

Morda vas zanima informacija o ureditvi prezračevalnega cevovoda iz plastičnih zračnih kanalov, obravnavana v drugem našem članku.

Poleg osnovne funkcije so prezračevalni sistemi lahko del notranjosti v industrijskem slogu, ki se uporablja za pisarniške in trgovske prostore ter zabaviščne objekte.

Ločimo več razredov prezračevanja, ki jih lahko razdelimo glede na način ustvarjanja tlaka, razširjanja, arhitekture in namembnosti.

Umetno dovajanje zraka v sistem poteka s pomočjo tlačnih naprav – ventilatorjev, puhal. S povečanjem tlaka v cevovodnem sistemu je mogoče premikati mešanico plinov in zraka na velike razdalje in v velikih količinah.

To je značilno za industrijske objekte, proizvodne prostore in javne objekte s centralnim prezračevalnim sistemom.

Ustvarjanje zračnega tlaka v sistemu je lahko več vrst: umetno, naravno ali kombinirano. Pogosto se uporablja kombinirana metoda.

Obstajajo lokalni in centralni prezračevalni sistemi. Lokalni prezračevalni sistemi so “točkovne” ozko usmerjene rešitve za posamezne prostore, kjer je potrebno dosledno upoštevanje standardov.

Centralno prezračevanje nudi možnost ustvarjanja redne izmenjave zraka za znatno število prostorov enake namembnosti.

In zadnji razred sistemov: dovodni, odvodni in kombinirani. Dovodno-odvodni prezračevalni sistemi zagotavljajo hkratni dotok in odvod zraka v prostoru. To je najbolj razširjena podskupina prezračevalnih sistemov.

Takšne konstrukcije omogočajo enostavno skaliranje in vzdrževanje za najrazličnejše prostore industrijskega, pisarniškega in stanovanjskega tipa.

Fizične osnove prezračevalnega sistema

Dovodno-odvodni prezračevalni sistem predstavlja večnamenski kompleks za izredno hitro obdelavo mešanice plinov in zraka. Čeprav gre za sistem prisilnega prenosa plina, temelji na povsem razložljivih fizikalnih procesih.

Za ustvarjanje učinka naravne konvekcije zračnih tokov so viri toplote nameščeni čim nižje, odvodni elementi pa v stropu ali pod njim.

Sama beseda “prezračevanje” je tesno povezana s pojmom konvekcije. Ta je eden ključnih elementov pri premikanju zračnih mas.

Konvekcija je pojav kroženja toplotne energije med hladnimi in toplimi tokovi plina. Obstajata naravna in prisilna konvekcija.

Malo šolske fizike za razumevanje bistva dogajanja. Temperatura v sobi je določena s temperaturo zraka. Nosilci toplotne energije so molekule.

Zrak je večmolekularna plinska mešanica, ki jo sestavljajo dušik (78%), kisik (21%) in preostale primesi (1%).

V zaprtem prostoru (prostoru) imamo nehomogenost temperature glede na višino. To je povezano z nehomogenostjo koncentracije molekul.

Glede na enakomernost tlaka plina v zaprtem prostoru (prostoru) je v skladu z osnovno enačbo molekularno-kinetične teorije: tlak je sorazmeren zmnožku koncentracije molekul in njihove povprečne temperature.

Če je tlak povsod enak, bo zmnožek koncentracije molekul in temperature v zgornjem delu sobe enakovreden istemu zmnožku koncentracije in temperature:

p=nkT, n_zgoraj*T_zgoraj=n_spodaj*T_spodaj, n_zgoraj/n_spodaj=T_spodaj/T_zgoraj

Nižja kot je temperatura, večja je koncentracija molekul, posledično pa je večja tudi skupna masa plina. Zato pravijo, da je topel zrak “lažji”, hladen pa “težji”.

Pravilno prezračevanje v povezavi s konvekcijskim učinkom lahko v prostoru vzdržuje nastavljeno temperaturo in vlažnost v obdobjih samodejnega izklopa glavnega ogrevanja.

Glede na navedeno postane jasno osnovno načelo ureditve prezračevanja: dovod (dotok) zraka je običajno nameščen na dnu prostora, odvod (odvod) pa na vrhu. To je aksiom, ki ga je treba upoštevati pri načrtovanju prezračevalnega sistema.

Značilnosti dovodno-odvodnega prezračevanja

Dovodno-odvodno prezračevanje sodeluje z dvema različnima tokoma zraka po sestavi in namenu, ki se nato obdelujeta.

Pri dovodno-odvodnem prezračevanju je vsa potrebna oprema in dodatni sistemi nameščena v enotnem okvirju, ki ga je mogoče namestiti v loži, na podstrešju, na zunanji steni hiše itd.

Posebna konstrukcija naprave ponuja široke možnosti za zagotavljanje prezračevanja praktično poljubnega števila prostorov v stavbi.

Poleg osnovne funkcije premikanja zraka dovodno-odvodno prezračevanje vključuje naslednji nabor pomožnih podsistemov in dodatnih funkcij.

Med katerimi so naslednje:

• hlajenje in ogrevanje zraka;
• ionizacija in vlaženje delcev;
• razkuževanje in filtriranje zraka.

Oglejmo si tipičen delovni cikel dovodno-odvodnega prezračevalnega sistema, ki temelji na dvokrožnem modelu transporta.

V prvi fazi se iz okolice zajema hladen zrak in iz prostora odvaja topel zrak. Z obeh strani gre zrak skozi sistem čiščenja.

Nato se hladen zrak prenese v kalorifer (grelec) — značilno za DOP z rekuperacijo toplote. Poleg tega se toplota hladnemu plinu prenaša iz odvodnega toplega zraka — značilno za običajne sisteme.

Po segrevanju in izmenjavi toplote se odvodni izrabljeni zrak odvaja skozi zunanji kanal, segret svež zrak pa dovaja v prostor.

Priljubljena sestava prezračevalnega modula vključuje toplotno izmenjevalno komoro (rekuperator), v kateri poteka izmenjava toplotne energije med nasprotnimi tokovi zraka. V vsakem primeru gre vsak tok skozi dvojni sistem filtriranja.

Glavni načeli delovanja dovodno-izpušnega prezračevanja sta učinkovitost in varčnost.

Klasična shema dovodno-izpušnega prezračevanja ima naslednje prednosti:

• visoka stopnja čiščenja vhodnega toka
• dostopno upravljanje in vzdrževanje odstranljivih elementov
• celovitost in modulnost konstrukcije.

Za razširitev funkcionalnosti so dovodno-izpušne naprave opremljene s pomožnimi krmilnimi in nadzornimi enotami, filtrskimi sistemi, senzorji, avtomatskimi časovniki, dušilci hrupa, signalizatorji preobremenitve elektromotorjev, rekuperativnimi enotami, posodami za kondenzat itd.

Dinamični parametri prezračevanja

Z načrtovanjem prezračevalnega sistema je povezanih precej vprašanj, saj je v primeru napačnega izračuna značilnosti iz dokaj varčnega prezračevalnega kompleksa mogoče dobiti potratno “pošast” energetskih virov.

To neposredno vpliva na finančne stroške njegovega vzdrževanja. Posledično se sama ideja o varčni uporabi opreme ne obravnava.

Glavna obremenitev prezračevalnega sistema pade na ventilator. Učinkovitost ventilatorja je odvisna od oblike impelerja (kolesa z lopaticami), kakovosti materialov in sestave opreme.

Da bi pravilno načrtovali dovodno-izpušno prezračevanje, je priporočljivo izvesti algebraične izračune zmogljivosti naprave in dinamične parametre zračnih tokov.

Obstaja več različnih metod in algoritmov za izračun, vendar bo naši pozornosti predstavljena ena izmed najpreprostejših in najbolj zanesljivih možnosti.

Vse, kar je povezano s stranskimi procesi vlaženja, dodatne ionizacije in sekundarnega čiščenja, lahko na tej stopnji zanemarimo.

Normativi za ureditev

Navajati celoten seznam sanitarnih norm in pravil (SNiP), ki veljajo za različne prezračevalne sisteme, je neracionalno, saj bi gradivo zadoščalo za dve knjigi, vendar je poznavanje osnovnih konstant za stanovanjske in pisarniške prostore nujno.

Kar zadeva pisarniške prostore, se pri načrtovanju prezračevalnega sistema glavna pozornost nameni tistim prostorom, kjer bo pisarniško osebje.

V nadaljevanju so vsi normativi navedeni v preračunu na eno osebo. V klasični pisarniški stavbi je na enem nadstropju nameščen celoten nabor prostorov različnih namenov.

Na primer, v kabinetu mora v eni uri priti do zamenjave 60 kubičnih metrov zraka, v operacijskih dvoranah – 30–40 m³, v sanitarnem prostoru – 70 m³, v kadilnici – več kot 100 m³, v hodnikih in preddverjih – 10 m³.

V skladu s splošnimi sanitarnimi normami za stanovanjske prostore pride v eni uri do popolne zamenjave zračne mase v količini 30 m³ v preračunu na eno osebo – izračun glede na število stanovalcev.

Obstaja še en pristop k izračunu prostornine zraka – po površini. Na vsak kvadratni meter bivalnega prostora odpade 3 m³.

Posebej je treba omeniti prezračevanje industrijskih objektov in skladiščnih hangarjev – 20 m³ na enoto površine. V tako ogromnih prostorih so prezračevalni sistemi zgrajeni na podlagi večkomponentnega sistema parnih ventilatorjev (4, 8, 16 ali več kosov v okvirju).

Za ostale pomožne prostore obstajajo že pripravljeni normativni parametri. Tako kuhinja z električnim štedilnikom – več kot 60 m³, s plinskim štedilnikom – več kot 80 m³, kopalnica – najmanj 25 m³ itd.

Poleg tega je treba zapomniti, da je za stanovanjske sobe hitrost zračnih tokov največ 2 m/s, za kuhinjo in sanitarni prostor pa mora biti hitrost 4–6 m/s.

Formule in pojasnila k njim

Prehajamo neposredno k značilnostim in formulam. Izračuni potekajo v več fazah, na vsaki od njih izračunamo eno od značilnosti prezračevalnega sistema.

Delovna prostornina zraka

Oglejmo si izračun delovne prostornine zraka (m³/h).

Za pisarno priporočamo izračun glede na število ljudi:

V=35*N,

Kjer je N število oseb, ki so hkrati v prostoru.

Za stanovanja in zasebne hiše je treba opraviti izračun glede na prostornino bivalnega prostora:

V=2*S*H,

Kjer: 2 – koeficient izmenjave zraka na enoto časa (na 1 uro); S – bivalna površina; H – višina prostorov.

Izračun prereza zračnega kanala

Presek zračnega kanala za prezračevanje se izračuna v cm². Glavni zračni kanali imajo dve vrsti preseka: okrogle in pravokotne.

Površina preseka cevi se izračuna po razmerju:

S_sečen=V*2,8/ω

Kje: S_presek — površina preseka; V — prostornina zraka (m³/h); 2,8 — koeficient usklajevanja dimenzij; ω — hitrost toka v glavnem vodu (m/s).

Hitrost zračnega toka, ki poteka skozi glavni vod, je običajno 2–3 m/s.

Ko izračunamo površino preseka zračnega kanala, lahko določimo premer za okrogel kanal ali širino/višino za pravokotni kanal. Če poznamo širino, lahko poiščemo višino preseka in obratno. Premer okroglega preseka bo enak √4*S_presek/π.

Število in velikost difuzorjev

V nadaljevanju si oglejmo, kako izračunati število in velikost difuzorjev. Mere difuzorja se običajno izberejo 1,5–2-krat večje od površine preseka glavnega voda.

Pri številu difuzorjev je nekoliko bolj zapleteno, izračunamo jih po formuli:

N=V/(2820*ω*d²),

Kje: N – iskano število difuzorjev; V – pretok zračne mase (m³/h); ω – hitrost zračnega toka (m/s); d – premer difuzorja (m), če je okrogel.

Če je difuzor pravokotnega preseka, potem:

N=π*V/(2820*ω*4*a*b),

Kje: π – število Pi, a in b – mere preseka.

Parametri zmogljivosti naprave

Znani sta dve najpomembnejši značilnosti prezračevalne enote – moč in stopnja ustvarjenega tlaka. Moč prezračevalne postaje se izračuna takole:

P=ΔT*V*Cv/1000,

Kje: ΔT – delta temperature zraka na vhodu/izhodu (°C); V – pretok zračne mase (m³/h); Cv – toplotna kapaciteta zraka (0,336 Wh/m³·°C).

Ustvarjeni tlak se določi s karakteristično krivuljo zmogljivosti glavnega ventilatorja.

Ta parameter mora biti enak aerodinamičnemu uporu zračne mreže. Proizvajalci ventilatorjev zagotovijo graf krivulje v tehničnem listu izdelka.

Poleg tega je pomembno imeti splošno predstavo o grelniku vhodnega zračnega toka – kaloriferju. To je ločen del prezračevalnega sistema, kjer poteka segrevanje zraka. Ko gre na primer skozi toplotni radiator, se zrak s tem segreje.

Kalorifer, v katerem poteka segrevanje skozi radiator in izmenjava toplotne energije z odvodnim tokom, imenujemo rekuperator. Obstajajo eno- in večdelni rekuperatorji, ki omogočajo mešanje zračnih tokov z veliko razliko v njihovih vhodnih temperaturah.

Za zaključek je vredno omeniti napetost napajalnega omrežja za prezračevalno enoto. Priporočljivo je uporabljati omrežje napetosti 380 V, ki bo zagotovilo zanesljivo delovanje naprave poljubne moči.

Specifika namestitve mehanskega prezračevanja

Z montažo prezračevalne enote dovodnega tipa bi se domači mojster nedvomno lahko spopadel brez najemanja delavcev.

Vendar je treba zapomniti, da se dela izvajajo na višini, nevarni za neizkušenega izvajalca. Zato je bolje pritegniti tiste, ki imajo izkušnje, orodja in varnostne pripomočke za izvedbo naslednjih korakov:

Po zaključku precej zahtevnih manipulacij pri montaži same dovodne enote ostane le še njeno priključitev na komunikacije.

Podrobneje si oglejmo ta postopek s pomočjo naslednje fotozbirke.

Informacije o zaporedju montaže prisilnih prezračevalnih naprav bodo pomagale preprečiti številne grobe napake, ki jih delajo neizkušeni monterji.

Značilnosti gradnje naravnega DOP

Pri razvoju kakovostnega naravnega dovodno-odvodnega prezračevanja večina strokovnjakov upošteva nekakšen “pravilnik” projektno-montažnih del.

Ta pravila pomagajo ustvariti resnično učinkovite in ekonomične rešitve tudi za najbolj nestandardne postavitve sob in pomožnih prostorov v zasebni hiši in večsobnem stanovanju v večnadstropni stavbi.

Med načrtovanjem prezračevanja je treba poskušati ustvariti naravni tok zraka iz bivalnih prostorov skozi hodnike do kopalnice in kuhinje

Hodniki v tem primeru delujejo kot pretočni prostori. Zato je treba glavni prezračevalni blok sistema namestiti v središče hiše, v zgornjem delu hodnikov ali pomožnih prostorov.

Na primer, prezračevalni modul za 2-nadstropno zasebno hišo lahko namestite v pritličju na vrhu pomožnega prostora ali glavnega hodnika. Za 1-nadstropno hišo je možnost v spodnjem delu podstrešja.

Pri polaganju glavnega cevovoda je treba zapomniti, da mora dovodni zrak iti v bivalne prostore, odvodni zrak pa skozi kuhinje in pomožne prostore.

Zato so dovodni difuzorji nameščeni na pogojni meji “soba-okolje”, odsesovalne odprtine pa v kuhinji, kopalnici, shrambi, stranišču.

Difuzor združuje dve funkciji: enakomerno porazdelitev svežega zraka in odvajanje že uporabljenega zraka. So najrazličnejših oblik. Izdelani so iz tanke pločevine in plastike.

Obstajajo opombe glede višine namestitve vhodnih in izhodnih zračnih odprtin. Izhod prezračevalnega sistema je treba namestiti nad nivo strehe stavbe.

To bo zaščitilo PVV pred sekundarnim zajemom pravkar odvedenega zraka skozi odsesovalne odprtine.

Zajem svežega zraka je treba izvajati na višini najmanj 2 metrov od tal.

Ker se lahko majhni abrazivni delci in prah dvignejo z vetrovnimi tokovi na višino več kot 1 meter in zletijo v dovodne difuzorje, s čimer hitro zamašijo filtre primarnega čiščenja.

Zaključki in koristen video na to temo

V videu pripovedujejo in prikazujejo značilnosti načrtovanja in montaže PVV v zasebni hiši:

Še en nazoren primer že pripravljene rešitve za prezračevanje zasebne 1-nadstropne lesene hiše:

Povzemajoč zgoraj navedene informacije, ugotavljamo, da je dovodno-odvodno prezračevanje sistem, ki ni zahteven za načrtovanje, dostopen za nakup in montažo.

Prezračevanje v povezavi z ogrevalnim sistemom omogoča vzpostavitev ravnovesja med svežim in toplim zrakom v prostoru.

Ste se ukvarjali z namestitvijo prezračevanja na počitniški hiši? Ali poznate skrivnosti načrtovanja in montaže prezračevalnega sistema v stanovanju? Prosimo, delite svoje izkušnje – pustite svoje komentarje k temu članku.