Системи механічної вентиляції застосовуються там, де недостатньо природної вентиляції. У механічних системах використовується обладнання та прилади (вентилятори, фільтри, повітронагрівачі і т.д.), що дозволяють переміщати, очищати і нагрівати повітря. Такі системи вентиляції можуть видаляти або подавати повітря в вентильовані приміщення незалежно від умов навколишнього середовища.
Системи механічної вентиляції також можуть бути канальними і Безканальні. Найбільш поширені канальні системи. Витрати електроенергії на їх роботу можуть бути досить великими. Такі системи можуть подавати і видаляти повітря з локальних зон приміщення в необхідній кількості, незалежно від умов навколишнього повітряного середовища.
Перевагою механічної вентиляції перед природною є можливість забезпечення стабільного необхідного повітрообміну незалежно від пори року, зовнішніх метеорологічних умов, а також швидкості і напряму вітру. Вона дозволяє обробляти подається в приміщення повітря, доводячи його метеорологічні параметри до значень, необхідних стандартом, і очищати від шкідливих домішок повітря перед викидом в атмосферу. До недоліків механічної системи вентиляції можна віднести високі витрати електроенергії, проте ці витрати швидко окупаються.
Якщо виділяються в приміщенні тепло, волога, гази, пил, запахи або пари рідин надходять безпосередньо в повітря всього приміщення, то встановлюють общеобменную вентиляцію. Загальнообмінні витяжні системи відносно рівномірно видаляють повітря зі всього обслуговуваного приміщення, а загальнообмінні припливні системи подають повітря і розподіляють його по всьому об'єму вентильованого приміщення. В цьому випадку розраховується обсяг витяжного повітря таким чином, щоб після його заміщення припливним забруднення повітря впала б до величин гранично допустимої концентрації (ГДК).
Зазвичай з приміщення витягується така ж кількість повітря, яке в нього і подається. Однак бувають випадки, коли загальний приплив повітря не дорівнює витяжці. Так, наприклад, з приміщень, в яких виділяються пахучі речовини або отруйні гази, витягується більше повітря, ніж подається через припливну систему, для того, щоб шкідливі гази і запахи не поширювалися по всій будівлі. Відсутній обсяг повітря підкачуються через відкриті прорізи зовнішніх огороджень або з сусідніх приміщень з більш чистим повітрям.
Загально обмінна припливна вентиляція
Припливні системи служать для подачі у вентильовані приміщення чистого повітря замість вилученого. Припливне повітря в необхідних випадках піддається спеціальній обробці (очищенню, нагріванню, зволоженню і т.д.).
Схема припливної механічної вентиляції (рис. 1) включає: повітрозабірні пристрій 1; фільтр для очищення повітря 2; воздухонагреватель (калорифер) 3; вентилятор 5; мережу повітроводів 4 та припливні патрубки з насадками 6. Якщо немає необхідності до підігріві припливного повітря, то його пропускають безпосередньо у виробничі приміщення по обвідному каналу 7.
Приміщення можуть бути обладнані тільки системами припливної вентиляції. У таких випадках в приміщення подається певна розрахунком кількість повітря. Видалення повітря може відбуватися неорганізовано через нещільності в будівельних огорожах або через спеціально для цих цілей передбачені отвори.
Мал. 1. Схема припливної вентиляції
У сталому стані кількість припливного повітря завжди дорівнює кількості повітря, що видаляється незалежно від сумарної площі нещільності або отворів в будівельних конструкціях. Приточними системами, як правило, обладнуються найбільш «чисті» приміщення, так як повітря рухається з цих приміщень, а не навпаки.
Місцева припливна вентиляція
Місцеві припливні системи вентиляції здійснюють подачу свіжого повітря безпосередньо на робоче місце або до місця відпочинку. У зоні дії системи створюються умови, що відрізняються від умов в усьому приміщенні і задовольняють поставленим вимогам. До місцевої припливної вентиляції відносяться повітряні душі т оазиси. Повітряний душ являє собою місцевий, спрямований на людину, потік повітря. У зоні дії повітряного душа створюються умови відмінні від умов у всьому об'ємі приміщення. За допомогою повітряного душа можуть бути змінені такі параметри як: рухливість людини; температура; вологість; концентрація тієї чи іншої шкідливості. Найбільш часто повітряний душ застосовується в гарячих цехах, на робочих місцях, куди падає теплового випромінювання.
До місцевої припливної вентиляції відносяться і повітряні оазиси - ділянки приміщень, відгороджені від решти приміщення пересувними перегородками висотою 2,0 - 2,5 метра, в які нагнітається повітря зі зниженою температурою.
Місцева вентиляція вимагає менших витрат, ніж загально обмінна.
Загально обмінна витяжна вентиляція
Витяжна вентиляція використовується для видалення з виробничого або житлового приміщення (цеху, корпусу) забрудненого або нагрітого відпрацьованого повітря. У разі обладнання приміщень тільки витяжною системою вентиляції організовано проводиться видалення повітря з приміщень. Приплив здійснюється неорганізовано або через нещільності в будівельних конструкціях, або через отвори спеціально для цих цілей передбачені.
Витяжна вентиляція (рис. 2) складається з очисного пристрою 1, вентилятора 2, центрального 3 та відсмоктувальних повітроводів 4.
На відміну від припливних систем вентиляції, в приміщеннях, що мають тільки витяжні системи, тиск встановлюється нижче атмосферного або нижче, ніж в сусідніх приміщеннях.
При наявності в приміщенні тільки витяжної системи вентиляції, так само як і в разі припливної вентиляції, відбувається перетікання повітря із зони підвищеного тиску в зону зниженого. Таким чином, виключається або утруднюється рух повітря в зворотному напрямку. Вентиляційними пристроями обладнуються найбільш «брудні» приміщення, коли потрібно запобігти або скоротити поширення з них повітря в сусідні приміщення.
Мал. 2. Схема системи витяжної вентиляції
Місцева витяжна вентиляція
Місцеву витяжну вентиляцію застосовують в ситуації, коли місця виділення шкідливих в приміщенні локалізовані і можна не допустити їх поширення по всьому приміщенню. Місцева витяжна вентиляція у виробничих приміщеннях забезпечує уловлювання і відведення шкідливих виділень: газів, диму, пилу, суспензій і частково виділяється від устаткування тепла. Для видалення шкідливих застосовують місцеві відсмоктування (укриття у вигляді шаф, парасольки, бортові відсмоктування, укриття у вигляді кожухів у верстатів і ін.).
Основні вимоги, яким вони повинні задовольняти:
місце утворення шкідливих виділень по можливості повинне бути повністю укрите;
конструкція місцевого відсмоктування повинна бути такою, щоб відсмоктування не заважав нормальній роботі і не знижував продуктивності праці;
шкідливі виділення необхідно видаляти від місця їх освіти в напрямку їх природного руху (гарячі гази і пари треба видаляти вгору, холодні важкі гази і пил - вниз).
Повітря, що видаляється з приміщення при місцевої витяжної вентиляції, перед викидом його в атмосферу повинен бути попередньо очищений від пилу. Найбільш складними витяжними системами є такі, в яких передбачають дуже високий ступінь очищення повітря від пилу з установкою послідовно двох або навіть трьох пиловловлювачів (фільтрів).
Місцеві витяжні системи, як правило, досить ефективні, тому що дозволяють видаляти шкідливі речовини безпосередньо від місця їх утворення або виділення, не даючи їм поширитися в приміщенні. Завдяки значній концентрації шкідливих речовин (парів, газів, пилу), зазвичай вдається при невеликому обсязі видаляється досягти хорошого санітарно-гігієнічного ефекту.
Система припливно-витяжної вентиляції грунтується на створенні двох зустрічних потоків. Така система може бути створена або на основі незалежних підсистем та відведення повітря - з власними вентиляторами, фільтрами і т.д. або на основі однієї відповідної установки, що працює як на приплив, так і на витяжку. Схема припливно-витяжної системи вентиляції показана на рис.3.
Мал. 3. Система припливно-витяжної вентиляції: 1 - розподільників повітря; 2 - воздухопріемние пристрої (решітки); 3 - заслінки; 4 - вентилятор (припливний, витяжний); 5 - фільтр; 6 - повітронагрівач; 7 - повітряний клапан; 8 - зовнішня решітка; 9 - парасольку витяжною; 10 - припливний повітропровід; 11 - витяжний повітропровід
Зручність таких систем не тільки в полегшенні установки і монтажу, але і в експлуатації, а також в додаткових властивостях таких систем. Одним з таких властивостей є рекуперація тепла - процес, при якому відбувається часткове підвищення температури припливного повітря за рахунок тепла повітря, що витягається. При цьому енергія витрачається тільки на організацію Потік повітря, тобто не витрачається на нагрів повітря, що поступає. Нагрівання повітря, що поступає за рахунок рекуперації може доповнюватися електричним або водяним нагрівачем. Припливно-витяжна вентиляція забезпечує примусову заміну повітря в приміщенні; виробляє необхідну обробку повітря (нагрівання, очищення); деякі системи передбачають і зволоження повітря в певних межах.
Склад систем вентиляції
Склад системи вентиляції залежить від її типу. Припливні штучні (механічні) системи вентиляції - найбільш складні і часто використовувані, тому саме їх склад ми і розглянемо.
Зазвичай припливна механічна система вентиляції складається з наступних складових (розташованих у напрямку руху повітря, від входу до виходу):
Воздухопріемное пристрій. Воздухопріемние пристрою в системах механічної вентиляції виконуються у вигляді отворів в огорожах будівель, приставних або окремо розташованих шахт (рис.4).
При заборі повітря зверху воздухопріемние пристрої розміщують на горищі або верхньому поверсі будівлі, а канали виводять вище покрівлі у вигляді шахт.
Розташування і конструкція Воздухопріемние пристроїв вибираються з урахуванням забезпечення чистоти забирає повітря і задоволення архітектурних вимог. Так, воздухопріемние пристрої не повинні знаходитися поблизу джерел забруднення повітря (викидів забрудненого повітря або газів, димових труб, кухонь і т. Д.).
Висотна взаєморозташування припливних отворів має призначатися з урахуванням об'ємної маси виділяються забруднень. Отвори для забору повітря слід розміщувати на висоті більше 1 м від рівня стійкого снігового покриву, який визначається за даними гідрометеостанція або розрахунком, але не нижче 2 м від рівня землі.
Рис.4. Воздухопріемние пристрої: а - в зовнішній стіні; б - біля зовнішньої стіни; в - на даху
Архітектурні вимоги виконуються відповідним вибором розташування отворів і їх оформленням.
Зовнішні стіни витяжних каналів і шахт утеплюються щоб уникнути конденсації водяної пари з витягується вологого повітря і утворення криги.
Швидкість руху повітря в припливних каналах і шахтах приймається в межах 2 - 5 м / с, в каналах і шахтах викидних пристроїв - 4 - 8 м / с, але не менше 0,5 м / с, в тому числі і для природної вентиляції.
Повітряний клапан. Для запобігання приміщень від надходження в них через вентиляційні канали, коли вентиляція не холодного зовнішнього повітря воздухопріемние пристрої обладнуються багатостулковими утепленими клапанами з ручним або механічним приводом. В останньому випадку клапан блокується з вентилятором і перекриває отвори при його зупинці. При низькій розрахунковій температурі зовнішнього повітря клапани забезпечуються системою електропідігріву з метою запобігання від промерзання їх стулок. Електропідігрів включається на 10-15 хв перед пуском вентилятора.
Фільтр. Повітряний фільтр - це пристрій в системах вентиляції, яке служить для очищення припливного, а в деяких випадках, і витяжного повітря. Фільтр необхідний, щоб захищати як саму вентиляційну систему, так і вентильовані приміщення від попадання різних дрібних частинок, таких як пил, комахи, пух і т.д. Конструктивне рішення повітряного фільтра визначається характером пилу (забруднень) і необхідної чистотою повітря.
Коефіцієнт проскакування (Р,%) - характеристика фільтра або фільтруючого матеріалу, що дорівнює процентному відношенню концентрації частинок після фільтра СП до концентрації частинок до фільтра СД
Ефективність (Е,%) - характеристика фільтра або фільтруючого матеріалу, що дорівнює процентному відношенню різниці концентрації частинок до СД і після фільтра СП до концентрації частинок до фільтра СД
Розмір найбільш проникаючих частинок - розмір часток, відповідний мінімальної ефективності фільтруючого матеріалу.
Продуктивність фільтра (витрата повітря) - об'єм повітря в одиницю часу, що проходить через фільтр.
Аеродинамічний опір (перепад тиску на фільтрі) - різниця повних тисків до і після фільтра при певній продуктивності фільтра.
Фільтри класифікують за призначенням і ефективності на:
фільтри загального призначення - фільтри грубої очистки і фільтри тонкого очищення;
фільтри, що забезпечують спеціальні вимоги до чистоти повітря - фільтри високої ефективності і фільтри надвисокої ефективності.
Позначення класів фільтрів вказані в табл. 1.
Позначення класів фільтрів (ГОСТ Р 51251-99)
Еc. - ефективність, яка визначається за синтетичної пилу ваговим методом (по різниці масової концентрації частинок до і після фільтра);
Еа- ефективність, яка визначається за атмосферного пилу.
Конструктивно фільтри підрозділяють на рулонні (використовується нетканий фільтруючий матеріал), осередкові (використовується сітка металева, вініпластовая, поролон, спеціальний матеріал типу ФПП).
Фільтр (рис.1) складається з металевої рамки 1 і фільтруючого матеріалу, зшитого в вигляді кишень 2.
Мал. 1. Кишеньковий фільтр ФяК
Протилежні поверхні кишень стягнуті обмежувачами, що перешкоджає сильному роздування і злипання суміжних кишень. На кінці кишень є тасьма 3, за допомогою якої кишені зв'язуються між собою і під напором повітряного потоку не «розлітаються». Кишені фільтрів виготовлені з високоякісного синтетичного фільтрувального матеріалу.
Розміри кишень підібрані так, щоб потік повітря був рівномірним по всій поверхні фільтра. Особлива форма кишень дозволяє їм роздуватися, не торкаючись один одного, пил накопичується рівномірно по всій поверхні кишень і оптимально використовується кожен квадратний сантиметр фільтрувального матеріалу.
Фільтри осередкові гофровані типу ФяГ призначені для очищення зовнішнього і рециркуляційного повітря в системах припливної вентиляції і кондиціонування для приміщень різного призначення побутових, адміністративних і промислових будівель. Фільтри ФяГ (рис. 2) складаються з рамки (1), що виготовляється з картону або оцинкованої сталі, всередині якої покладений фільтруючий матеріал (2) у вигляді гофр, що спирається з боку виходу повітря на сітку гофрованої (хвилеподібної) форми (3).
Мал. 2. Схема фільтра ФяГ
Для знищення неприємних запахів в житлових приміщеннях застосовують фільтри з матеріалу з ультрамікроскопічних структурою, що дозволяє витягувати гази з повітря. Найбільш поширеним поглиначем газів, парів і запахів є активоване вугілля.