Ventilazione di mandata e di scarico: principio di funzionamento e caratteristiche di progettazione
In una stanza piena di aria fresca puoi respirare più facilmente, lavorare in modo più produttivo e dormire meglio.Ma aprire la finestra per la ventilazione ogni 2-3 ore è problematico, sei d'accordo? Soprattutto di notte, quando tutti i membri della famiglia dormono profondamente.
Una delle soluzioni automatizzate per questo compito è la ventilazione di mandata e di scarico (PVV) della stanza. Ma come farlo correttamente? Ti aiuteremo a studiare il principio di funzionamento e a comprendere le caratteristiche della disposizione.
Il nostro articolo discute i componenti del sistema di alimentazione e scarico, le regole per il loro calcolo e gli standard di ricambio d'aria in ambienti di vario tipo.
Vengono forniti diagrammi di disposizione della ventilazione, fotografie raffiguranti i singoli elementi del sistema e utili consigli video per l'installazione di un sistema di ventilazione in una casa privata con le proprie mani.
Il contenuto dell'articolo:
- Cos'è la ventilazione?
- Basi fisiche del sistema di ventilazione
- Caratteristiche della ventilazione di mandata e di scarico
- Parametri di ventilazione dinamica
- Specifiche di installazione della ventilazione meccanica
- Caratteristiche della costruzione del PVV naturale
- Conclusioni e video utile sull'argomento
Cos'è la ventilazione?
Quanto spesso ventiliamo la stanza? La risposta dovrebbe essere il più onesta possibile: 1-2 volte al giorno, se ti ricordi di aprire la finestra. E quante volte di notte? Una domanda retorica.
Secondo le norme sanitarie e igieniche, la massa d'aria totale in un locale in cui sono costantemente presenti persone deve essere rinnovata completamente ogni 2 ore.
Per ventilazione convenzionale si intende il processo di scambio di masse d'aria tra uno spazio confinato e l'ambiente. Questo processo cinetico molecolare offre la capacità di rimuovere il calore e l'umidità in eccesso utilizzando un sistema di filtrazione.
La ventilazione garantisce inoltre che l'aria nella stanza soddisfi i requisiti sanitari e igienici, il che impone i propri limiti tecnologici alle apparecchiature che genereranno questo processo.
Il sottosistema di ventilazione è un insieme di dispositivi e meccanismi tecnologici per l'aspirazione, lo scarico, la circolazione e la purificazione dell'aria. Fa parte di un sistema di comunicazione completo per locali ed edifici.
Raccomandiamo di non confrontare i concetti ventilazione e aria condizionata – categorie molto simili che presentano numerose differenze.
- Idea principale. L'aria condizionata garantisce il mantenimento di determinati parametri dell'aria in uno spazio ristretto, ovvero temperatura, umidità, grado di ionizzazione delle particelle e simili. La ventilazione produce un ricambio controllato dell'intero volume d'aria attraverso l'afflusso e l'uscita.
- Caratteristica principale. L'impianto di climatizzazione funziona con l'aria presente nell'ambiente e il flusso d'aria fresca stesso può essere completamente assente. Il sistema di ventilazione opera sempre al confine tra lo spazio chiuso e l'ambiente attraverso lo scambio.
- Mezzi e metodi. A differenza della ventilazione in forma semplificata, il condizionamento dell'aria è uno schema modulare di più blocchi che tratta una piccola parte dell'aria e quindi mantiene i parametri sanitari e igienici dell'aria nell'intervallo specificato.
Sistema ventilazione in casa può essere espanso a qualsiasi scala richiesta e garantisce, in caso di emergenza nella stanza, un ricambio abbastanza rapido dell'intero volume della massa d'aria. Cosa succede con l'aiuto di potenti ventilatori, riscaldatori, filtri e un ampio sistema di tubazioni.
Potresti essere interessato alle informazioni sulla sistemazione di una tubazione di ventilazione da condotti d'aria in plastica, discusse in il nostro altro articolo.
Esistono diverse classi di ventilazione, che possono essere suddivise in base al metodo di generazione della pressione, distribuzione, architettura e scopo.
L'iniezione di aria artificiale nel sistema viene effettuata utilizzando unità di iniezione: ventilatori, ventilatori. Aumentando la pressione nel sistema di tubazioni, è possibile spostare la miscela gas-aria su lunghe distanze e in volumi significativi.
Questo è tipico degli impianti industriali, locali di produzione e strutture pubbliche con un sistema di ventilazione centrale.
Vengono considerati i sistemi di ventilazione locale (locale) e centrale. I sistemi di ventilazione locale sono soluzioni “spot”, mirate per locali specifici dove è necessario il rigoroso rispetto delle norme.
La ventilazione centralizzata offre l'opportunità di creare un ricambio d'aria regolare per un numero significativo di stanze con lo stesso scopo.
E l'ultima classe di sistemi: alimentazione, scarico e combinati. I sistemi di ventilazione di mandata e di scarico forniscono simultaneamente la fornitura e lo scarico dell'aria in uno spazio. Questo è il sottogruppo più comune di sistemi di ventilazione.
Tali progetti garantiscono facilità di scalabilità e manutenzione per un'ampia varietà di locali industriali, uffici e residenziali.
Basi fisiche del sistema di ventilazione
Il sistema di ventilazione di alimentazione e scarico è un complesso multifunzionale per l'elaborazione ultraveloce della miscela gas-aria. Sebbene si tratti di un sistema di trasporto forzato del gas, si basa su processi fisici completamente comprensibili.
La stessa parola “ventilazione” è strettamente correlata al concetto di convezione. È uno degli elementi chiave nel movimento delle masse d'aria.
La convezione è il fenomeno della circolazione dell'energia termica tra flussi di gas freddi e caldi. C'è convezione naturale e forzata.
Un po' di fisica scolastica per capire l'essenza di ciò che sta accadendo. La temperatura nella stanza è determinata dalla temperatura dell'aria. Le molecole sono portatrici di energia termica.
L'aria è una miscela di gas multimolecolare composta da azoto (78%), ossigeno (21%) e altre impurità (1%).
Essendo in uno spazio chiuso (stanza), abbiamo disomogeneità di temperatura rispetto all'altezza. Ciò è dovuto all'eterogeneità della concentrazione delle molecole.
Considerando l'uniformità della pressione del gas in uno spazio chiuso (stanza), secondo l'equazione di base della teoria cinetica molecolare: la pressione è proporzionale al prodotto della concentrazione delle molecole e della loro temperatura media.
Se la pressione è la stessa ovunque, il prodotto della concentrazione delle molecole per la temperatura nella parte superiore della stanza sarà equivalente allo stesso prodotto della concentrazione per la temperatura:
p=nkT, nsuperiore*Tsuperiore=nmetter il fondo a*Tmetter il fondo a, Nsuperiore/Nmetter il fondo a=Tmetter il fondo a/Tsuperiore
Più bassa è la temperatura, maggiore è la concentrazione di molecole e quindi maggiore è la massa totale del gas. Per questo si dice che l'aria calda è “più leggera” e l'aria fredda è “più pesante”.
In relazione a quanto sopra, il principio di base dell'organizzazione della ventilazione diventa chiaro: L'alimentazione dell'aria (afflusso) viene solitamente effettuata dal basso della stanza e l'uscita (scarico) dall'alto. Questo è un assioma di cui bisogna tenere conto quando si progetta un sistema di ventilazione.
Caratteristiche della ventilazione di mandata e di scarico
La ventilazione di mandata e di estrazione interagisce con due flussi d'aria di diversa composizione e destinazione, che vengono successivamente trattati.
Nel PVV tutte le attrezzature necessarie e i sistemi aggiuntivi sono collocati in un unico telaio, che può essere installato all'interno della loggia, in soffitta, sul muro esterno della casa, ecc.
Lo speciale design dell'installazione offre ampie opportunità di fornire ventilazione per quasi qualsiasi numero di stanze nell'edificio.
Oltre alla funzione principale di movimento dell'aria, la ventilazione di mandata e di scarico comprende il seguente arsenale di sottosistemi ausiliari e funzioni aggiuntive.
Tra i quali ci sono i seguenti:
- raffreddamento e riscaldamento dell'aria;
- ionizzazione e umidificazione delle particelle;
- disinfezione e filtrazione dell'aria.
Consideriamo un tipico ciclo operativo di un sistema di ventilazione di alimentazione e scarico, basato su un modello di trasporto a due circuiti.
Nella prima fase si aspira aria fredda dall'ambiente e si estrae aria calda dalla stanza. Su entrambi i lati l'aria passa attraverso un sistema di pulizia.
L'aria fredda viene quindi trasferita riscaldatore (riscaldatore) - tipico per PVV con recupero di calore. Inoltre, il calore viene ceduto al gas freddo dall'aria calda di scarico, tipica dei sistemi convenzionali.
Dopo il riscaldamento e lo scambio termico, l'aria di scarico viene rimossa attraverso un condotto esterno e l'aria fresca riscaldata viene immessa nell'ambiente.
I principi fondamentali della ventilazione di mandata e di scarico sono efficienza ed economia.
Il classico schema di ventilazione di mandata e scarico presenta i seguenti vantaggi:
- elevato grado di purificazione del flusso in ingresso
- funzionamento accessibile e manutenzione degli elementi rimovibili
- integrità e modularità del design.
Per espandere la funzionalità, le unità di trattamento aria sono dotate di unità di controllo e monitoraggio ausiliarie, sistemi di filtraggio, sensori, timer automatici, silenziatori, allarmi di sovraccarico del motore elettrico, unità di recupero, vaschette per la condensa, ecc.
Parametri di ventilazione dinamica
Ci sono molti problemi associati alla progettazione di un sistema di ventilazione, poiché se le caratteristiche vengono calcolate in modo errato, un sistema di ventilazione completamente economico può trasformarsi in un "mostro" dispendioso in termini di risorse energetiche.
Ciò influisce direttamente sui costi finanziari della sua manutenzione. Di conseguenza, l'idea stessa di funzionamento economico delle apparecchiature non viene presa in considerazione.
Per progettare correttamente la ventilazione di mandata e di scarico, si consiglia di effettuare calcoli algebrici delle prestazioni dell’impianto e dei parametri dinamici dei flussi d’aria.
Esistono diversi metodi e algoritmi di calcolo diversi, ma presenteremo alla nostra attenzione una delle opzioni più semplici e affidabili.
Tutto ciò che riguarda i processi secondari di umidificazione, ionizzazione aggiuntiva e purificazione secondaria può essere ignorato in questa fase.
Norme di costruzione
È irrazionale fornire un elenco completo delle norme e regole sanitarie (SNiP) che si applicano ai vari sistemi di ventilazione, poiché c'è abbastanza materiale per un paio di libri, ma è necessario conoscere le costanti di riferimento per i locali residenziali e per gli uffici.
Per quanto riguarda gli uffici, quando si costruisce un sistema di ventilazione, l'attenzione principale è rivolta alle aree in cui si troverà il personale dell'ufficio.
Inoltre, tutti gli standard sono indicati per persona. In un classico edificio per uffici, su un piano si trovano tutti i locali con scopi diversi.
Ad esempio, in un ufficio dovrebbero essere sostituiti 60 metri cubi d'aria in un'ora, nelle sale operatorie - 30-40 m3, in bagno - 70 mq3, nella sala fumatori - più di 100 m3, nei corridoi e negli atri - 10 m3.
Secondo gli standard sanitari generali per i locali residenziali, in un'ora avviene uno scambio completo di massa d'aria di 30 m3 a persona - calcolo in base al numero dei residenti.
Esiste un altro approccio per calcolare il volume dell'aria: per area. Per ogni metro quadrato di superficie abitabile ci sono 3 m3.
Per i restanti locali di servizio esistono parametri normativi già pronti. Quindi, una cucina con fornello elettrico - più di 60 m3, con fornello a gas - più di 80 m3, bagno - almeno 25 m3 eccetera.
Inoltre, va ricordato che per i soggiorni la velocità del flusso d'aria non è superiore a 2 m/s, mentre per la cucina e il bagno la velocità dovrebbe essere 4-6 m/s.
Formule e spiegazioni per loro
Andiamo direttamente alle caratteristiche e alle formule. I calcoli si svolgono in più fasi, in ciascuna delle quali calcoliamo una delle caratteristiche del sistema di ventilazione.
Volume d'aria di lavoro
Consideriamo il calcolo del volume d'aria utile (m3/H).
Per un ufficio, consigliamo di calcolare il numero di persone:
V=35*N,
Dove N - il numero di persone presenti contemporaneamente nella stanza.
Per appartamenti e case private è necessario effettuare un calcolo relativo al volume dello spazio abitativo:
V=2*S*A,
Dove: 2 — tasso di ricambio d'aria per unità di tempo (per 1 ora); S - spazio vitale; H - altezza dei locali.
Calcolo della sezione trasversale del condotto
Sezione condotto dell'aria per la ventilazione calcolato in cm2. I condotti dell'aria principali sono di due tipi in sezione trasversale: rotonda e rettangolare.
L'area della sezione trasversale del tubo viene calcolata in base al rapporto:
Ssezionato=V*2,8/ω,
Dove: Ssezionato - area della sezione trasversale; V — volume d'aria (m3/H); 2,8 — coefficiente di adattamento dimensionale; ω — velocità del flusso nella linea principale (m/s).
La velocità del flusso d'aria che passa attraverso la linea principale è solitamente pari a 2-3 m/s.
Numero e dimensione dei diffusori
Consideriamo ora come calcolare il numero e la dimensione dei diffusori. Le dimensioni dello spruzzatore vengono solitamente scelte per essere 1,5-2 volte maggiori dell'area della sezione trasversale della linea principale.
Il numero di diffusori è un po’ più complicato; si calcola utilizzando la formula:
N=V/(2820*ω*d2),
Dove: N – il numero richiesto di diffusori; V – portata d'aria (m3/H); ω – velocità del flusso d'aria (m/s); D – diametro del diffusore (m), se è rotondo.
Se il diffusore è rettangolare, allora:
N=π*V/(2820*ω*4*a*b),
Dove: π -Pi, UN E B - dimensioni della sezione.
Opzioni di prestazione dell'installazione
Le due caratteristiche più importanti dell'unità di ventilazione sono note: la potenza e il grado di pressione generata. La potenza della stazione di ventilazione si calcola come segue:
P=ΔT*V*Cv/1000,
Dove: ΔT — delta temperatura aria in ingresso/uscita (°C); V — flusso di massa d'aria (m3/H); CV — capacità termica dell'aria (0,336 W*h/m³*°С).
La pressione generata viene determinata dalla curva caratteristica di prestazione del ventilatore principale.
Questo parametro deve essere equivalente alla resistenza aerodinamica della rete aerea. I produttori di ventilatori forniscono un grafico della curva nella scheda tecnica del prodotto.
Inoltre, è importante avere una conoscenza generale del riscaldatore del flusso d'aria in ingresso - riscaldatore d'aria.Questa è una parte separata del sistema di ventilazione in cui l'aria viene riscaldata. Passando, ad esempio, attraverso un radiatore termico, l'aria si riscalda.
In conclusione vale la pena menzionare la tensione di alimentazione dell'unità di ventilazione. Si consiglia di utilizzare una tensione di rete di 380 V; garantirà un funzionamento affidabile dell'installazione di qualsiasi potenza.
Specifiche di installazione della ventilazione meccanica
Un artigiano domestico sarebbe senza dubbio in grado di gestire l'installazione di un'unità di ventilazione del tipo ad alimentazione senza il coinvolgimento dei lavoratori.
Tuttavia, vale la pena ricordare che il lavoro viene svolto ad un'altezza pericolosa per un artista inesperto. Pertanto è meglio coinvolgere chi ha esperienza, strumenti e dispositivi di sicurezza per eseguire i seguenti passaggi:
Dopo aver completato le difficilissime manipolazioni dell'installazione dell'unità di trattamento aria stessa, non resta che collegarla alle comunicazioni.
Diamo uno sguardo più da vicino a questo processo utilizzando la seguente selezione di foto.
Le informazioni sulla sequenza di installazione delle unità di ventilazione forzata aiuteranno a evitare molti degli errori più gravi commessi da installatori inesperti.
Caratteristiche della costruzione del PVV naturale
Nello sviluppo di un'alimentazione naturale e di una ventilazione di scarico di alta qualità, la maggior parte degli specialisti rispetta una determinata "carta" di lavori di progettazione e installazione.
Queste regole aiutano a creare soluzioni veramente efficaci ed economiche anche per le sistemazioni più non standard di stanze e locali tecnici. in una casa privata E appartamento plurilocale grattacieli.
In questo caso, i corridoi fungono da spazi di flusso. Pertanto, l'unità di ventilazione principale del sistema dovrebbe essere posizionata al centro della casa, nella parte superiore dei corridoi o dei locali tecnici.
Ad esempio, un modulo di ventilazione per una casa privata a 2 piani può essere posizionato al piano terra, in cima al ripostiglio o al corridoio principale. Per una casa a 1 piano, come opzione, nella parte inferiore dell'attico.
Quando si posa la tubazione principale, è necessario ricordare che l'aria di mandata dovrebbe entrare nei soggiorni e l'aria di scarico dovrebbe uscire attraverso le cucine e i locali tecnici.
Pertanto, i diffusori di mandata sono posizionati al confine convenzionale “stanza-ambiente” e le cappe sono posizionate in cucina, bagno, ripostiglio e toilette.
Ci sono commenti riguardanti l'altezza della posizione delle aperture di ingresso e uscita dell'aria. L'uscita del sistema di ventilazione deve essere posizionata al di sopra del livello del tetto dell'edificio.
Ciò proteggerà il PVV dall'aspirazione secondaria di aria appena scaricata attraverso le aperture di scarico.
L'aria fresca deve essere aspirata ad un'altezza di almeno 2 metri dal suolo.
Perché piccole particelle abrasive e polvere possono sollevarsi con l'aiuto delle correnti del vento fino ad un'altezza di oltre 1 metro e volare nei diffusori di alimentazione, intasando rapidamente i filtri primari.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Il video spiega e dimostra le caratteristiche della progettazione e dell'installazione del PVV in una casa privata:
Un altro chiaro esempio di soluzione già pronta per la ventilazione di una casa privata in legno a 1 piano:
Riassumendo le informazioni di cui sopra, notiamo che la ventilazione di mandata e di scarico è un sistema semplice da progettare, disponibile per l'acquisto e l'installazione.
La ventilazione in combinazione con il sistema di riscaldamento consente di organizzare un equilibrio tra aria fresca e calda nella stanza.
Sei stato coinvolto nell'organizzazione della ventilazione nella tua dacia? Oppure conosci i segreti per progettare e installare un sistema di ventilazione in un appartamento? Per favore condividi la tua esperienza: lascia i tuoi commenti su questo articolo.
Mi è piaciuto molto il modo in cui la ventilazione è stata utilizzata come componente interno. È positivo che tu abbia spiegato il principio di funzionamento del sistema di ventilazione, ora almeno so come funziona. Non avevo capito che la ventilazione potesse raffreddare o riscaldare l'aria, questa è un'informazione molto utile. Mi sono piaciuti particolarmente questi video educativi in fondo alla pagina.
L'articolo descrive la fase di installazione dell'installazione V-STAT FKO 4A, ma ora è stato rilasciato un nuovo modello Satellite, molto migliore e più compatto. Sembra un condizionatore esterno.
Ciao. A quanto ho capito, il tuo articolo contiene una contraddizione che vorrei risolvere. Innanzitutto si afferma che “Per creare l'effetto di convezione naturale dei flussi d'aria, le fonti di calore sono posizionate il più in basso possibile e gli elementi di alimentazione sono posizionati nel SOFFITTO o sotto di esso” (sotto la foto di un soggiorno con camino ).
Alcuni paragrafi dopo, la situazione cambia al contrario: “In relazione a quanto sopra, diventa chiaro il principio di base della disposizione della ventilazione: l'alimentazione dell'aria (immissione) è solitamente posizionata nella parte BASSO della stanza e l'uscita (scarico) è in cima. Questo è un assioma di cui bisogna tenere conto quando si progetta un sistema di ventilazione”.
Allora dove è giusto fare afflusso: dall'alto o dal basso?
Ciao. Non sono un super professionista della ventilazione, ma cercherò di spiegarlo.
L'afflusso può essere effettuato in 4 modi principali: dall'alto verso il basso, dall'alto verso l'alto, dal basso verso l'alto, dal basso verso il basso.
I primi 2 metodi vengono utilizzati quando l'aria prelevata dalla strada in inverno e fuori stagione è molto più bassa della temperatura nella stanza e la pressione e l'umidità dell'aria fuori dalla finestra sono più elevate.
Il secondo e il terzo sono i più comuni in un dispositivo di ventilazione naturale.
Nella foto con il caminetto, l'ingresso dell'aria è più adatto per una stanza con un tale apparecchio, che richiede una corretta sistemazione del sistema di alimentazione dell'aria.
GUARDA IL VIDEO “LIVING HOUSE”. IN ESSO UN ABITANTE DEL VILLAGGIO SPIEGA TUTTO SULLA CAPPUCCIO SENZA ELETTRICITÀ.