Ventilação de suprimento e exaustão: princípio de operação e características do arranjo

Em uma sala cheia de ar fresco, é mais fácil respirar, trabalhar de forma mais produtiva e dormir melhor. Mas abrir uma janela para exibição a cada 2-3 horas é problemático, você concorda? Especialmente à noite, quando todos os membros da família dormem docemente.

Uma das soluções automatizadas para esta tarefa é a ventilação de suprimento e exaustão (PVV) da sala. Mas como fazer isso certo? Ajudaremos você a aprender o princípio do trabalho e a lidar com os recursos do acordo.

Em nosso artigo, são considerados os elementos constituintes do sistema de suprimento e exaustão, as regras para seu cálculo e as normas de troca de ar em salas de vários tipos.

Os esquemas de disposição da ventilação são selecionados, uma foto representando elementos individuais do sistema, são fornecidas recomendações em vídeo úteis sobre a instalação de um sistema de ventilação em uma casa particular.

O que é ventilação?

Quantas vezes arejamos a sala? A resposta deve ser a mais honesta possível: 1-2 vezes por dia, se você não esquecer de abrir a janela. Quantas vezes à noite? A questão retórica.

De acordo com os padrões sanitários e higiênicos, a massa total de ar na sala onde as pessoas estão constantemente deve ser completamente renovada a cada 2 horas.

Sob a ventilação usual, entenda o processo de troca de massas de ar entre um espaço confinado e o meio ambiente. Esse processo cinético molecular fornece a capacidade de remover o excesso de calor e umidade usando um sistema de filtragem.

A ventilação também garante que o ar interno atenda aos requisitos sanitários e higiênicos, o que impõe suas próprias limitações tecnológicas aos equipamentos que irão gerar esse processo.

Subsistema de ventilação - um conjunto de dispositivos e mecanismos tecnológicos para entrada, remoção, movimento e purificação do ar. Faz parte de um sistema de comunicação integrado para instalações e edifícios.

Recomendamos não combinar conceitos ventilação e ar condicionado - categorias muito semelhantes que têm várias diferenças.

1. Ideia principal. O ar condicionado fornece suporte para certos parâmetros do ar em um espaço confinado, como temperatura, umidade, grau de ionização de partículas e similares. A ventilação faz uma substituição controlada de todo o volume de ar através da entrada e da exaustão.
2. A principal característica. O sistema de ar condicionado trabalha com o ar que está na sala e o fluxo de ar fresco em si pode estar completamente ausente. O sistema de ventilação sempre funciona na fronteira de um espaço confinado e do meio ambiente através da troca.
3. Meios e métodos. Ao contrário da ventilação simplificada, o ar condicionado é um esquema modular de várias unidades, que processa uma pequena parte do ar e, assim, mantém os parâmetros sanitários e higiênicos do ar na faixa especificada.

O sistema ventilação em casa pode ser expandido para qualquer escala desejada e fornece, em caso de emergência na sala, uma substituição bastante rápida de todo o volume de massa de ar. O que acontece com a ajuda de poderosos ventiladores, aquecedores, filtros e um extenso sistema de tubulação.

Você pode estar interessado nas informações sobre a disposição de um duto de ventilação feito de dutos plásticos, considerado em nosso outro artigo.

Além da função principal, os sistemas de ventilação podem fazer parte de um interior de estilo industrial, usado para escritórios e lojas, locais de entretenimento

Existem várias classes de ventilação que podem ser divididas com relação ao método de geração de pressão, distribuição, arquitetura e finalidade.

A injeção artificial de ar no sistema é realizada usando unidades de sopro - ventiladores, sopradores.Ao aumentar a pressão no sistema de tubulação, você pode mover a mistura de ar e gás por longas distâncias e em um volume significativo.

Isso é típico para instalações industriais, instalações de produção e instalações públicas com sistema de ventilação central.

A geração de pressão do ar no sistema pode ser de vários tipos: artificial, natural ou combinada. O método combinado é frequentemente usado.

Considere os sistemas de ventilação local (local) e central. Sistemas de ventilação local - “apontam” soluções direcionadas para salas específicas onde é exigida uma estrita conformidade com os padrões.

A ventilação central fornece a capacidade de criar uma troca de ar regular para um número significativo de instalações idênticas.

E a última classe de sistemas: fornecimento, exaustão e combinado. Os sistemas de ventilação de suprimento e exaustão fornecem entrada e exaustão simultâneas de ar no espaço. Este é o subgrupo mais comum de sistemas de ventilação.

Tais projetos fornecem escala e manutenção fáceis para uma ampla variedade de edifícios industriais, de escritórios e residenciais.

A base física do sistema de ventilação

O sistema de ventilação de suprimento e exaustão é um complexo multifuncional de processamento ultra-rápido de uma mistura gás-ar. Embora este seja um sistema de transporte forçado de gás, ele é baseado em processos físicos completamente explicáveis.

Para criar o efeito da convecção natural dos fluxos de ar, as fontes de calor são colocadas o mais baixo possível e os elementos de exaustão no teto ou embaixo dele

A própria palavra "ventilação" está intimamente relacionada ao conceito de convecção. É um dos elementos-chave na movimentação de massas de ar.

Convecção é o fenômeno da circulação de energia térmica entre fluxos de gás frio e quente. Existe convecção natural e forçada.

Um pouco de física escolar para entender a essência do que está acontecendo. A temperatura na sala é determinada pela temperatura do ar. Portadores de energia térmica são moléculas.

O ar é uma mistura gasosa multi-molecular que consiste em nitrogênio (78%), oxigênio (21%) e outras impurezas (1%).

Estar em um espaço confinado (sala), temos uma heterogeneidade de temperatura em relação à altura. Isto é devido à heterogeneidade da concentração de moléculas.

Dada a uniformidade da pressão do gás em um espaço confinado (sala), de acordo com a equação básica da teoria molecular-cinética: a pressão é proporcional ao produto da concentração de moléculas e sua temperatura média.

Se a pressão for a mesma em todos os lugares, o produto da concentração de moléculas e a temperatura na parte superior da sala será equivalente ao mesmo produto da concentração e da temperatura:

p = nkT, n_topo* T_topo= n_embaixo* T_embaixon_topo/ n_embaixo= T_embaixo/ T_topo

Quanto menor a temperatura, maior a concentração de moléculas e, portanto, maior a massa total do gás. Portanto, diz-se que o ar quente é "mais leve" e o ar frio é "mais pesado".

A ventilação adequada em combinação com o efeito da convecção é capaz de manter as condições de temperatura e umidade estabelecidas durante os períodos de desligamento automático do aquecimento principal

Em conexão com o exposto, o princípio básico da disposição da ventilação fica claro: o suprimento de ar (entrada) geralmente é equipado na parte inferior da sala e o escape (exaustão) - na parte superior. Este é um axioma que deve ser considerado ao projetar um sistema de ventilação.

Características da ventilação de suprimento e exaustão

A ventilação de suprimento e exaustão interage com duas correntes de ar de composição e finalidade diferentes, que são processadas posteriormente.

No PVV, todo o equipamento necessário e sistemas adicionais são colocados em um único quadro, que pode ser instalado dentro da galeria, no sótão, na parede do lado de fora da casa, etc.

O design especial da instalação oferece ampla oportunidade para fornecer ventilação para quase qualquer número de salas no edifício.

Além da função principal de mover o ar, a ventilação de suprimento e exaustão inclui o seguinte arsenal de subsistemas auxiliares e funções adicionais.

Entre os quais estão os seguintes:

• refrigeração e aquecimento do ar;
• ionização e hidratação de partículas;
• desinfecção e filtragem de ar.

Considere um ciclo de trabalho típico de um sistema de ventilação de suprimento e exaustão, baseado em um modelo de transporte de dois circuitos.

Na primeira etapa, a entrada de ar frio do ambiente e a extração de ar quente da sala. Nos dois lados, o ar passa por um sistema de limpeza.

Depois disso, o ar frio é transferido para aquecedor de ar (aquecedor) - é característico para PVV com recuperação de calor. Além disso, o calor é transferido para o gás frio do ar quente de exaustão - típico dos sistemas convencionais.

Após o aquecimento e a troca de calor, o ar de exaustão é descarregado por um canal externo e o ar fresco aquecido é fornecido à sala.

Um arranjo popular do módulo de ventilação inclui uma câmara de troca de calor (recuperador), na qual a energia térmica é trocada entre os fluxos de ar que se aproximam. De qualquer forma, cada fluxo passa por um sistema de filtragem dupla.

Os principais princípios de ventilação de suprimento e exaustão são eficiência e economia.

O esquema clássico de ventilação de suprimento e exaustão tem as seguintes vantagens:

• alto grau de purificação do fluxo de entrada
• operação e manutenção acessíveis de elementos removíveis
• integridade e modularidade do projeto.

Para expandir a funcionalidade, os sistemas de suprimento e exaustão são equipados com unidades auxiliares de controle e monitoramento, sistemas de filtros, sensores, temporizadores, silenciadores, dispositivos de sinalização para sobrecarga de motores elétricos, blocos de recuperação, bandejas de condensado etc.

Parâmetros de ventilação dinâmicos

Muitas perguntas estão associadas ao design de um sistema de ventilação, porque, no caso de um cálculo incorreto das características de um complexo de ventilação completamente econômico, você pode obter um "monstro" desnecessário de recursos energéticos.

O que afeta diretamente os custos financeiros de sua manutenção. Como resultado, a idéia de operação econômica do equipamento não é considerada.

A carga principal do sistema de ventilação cai no ventilador. O desempenho do ventilador depende da forma do impulsor (roda com pás), da qualidade dos materiais e da montagem do equipamento

Para projetar corretamente a ventilação de suprimento e exaustão, recomenda-se realizar cálculos algébricos do desempenho da unidade e dos parâmetros dinâmicos dos fluxos de ar.

Existem vários métodos e algoritmos de cálculo diferentes, mas uma das opções mais simples e confiáveis ​​será apresentada a nossa atenção.

Tudo o que está associado a processos secundários de hidratação, ionização adicional e purificação secundária nesta fase pode ser ignorado.

Padrões de Liquidação

Fornecer uma lista completa de normas e normas sanitárias (SNiP) apresentadas a vários sistemas de ventilação é irracional, pois há material suficiente para alguns livros, mas você precisa conhecer as constantes de referência para residências e escritórios.

Quanto às instalações do escritório, na construção de um sistema de ventilação, a atenção principal é dada às salas em que o pessoal do escritório estará localizado.

Além disso, todos os padrões são indicados por pessoa. Em um edifício de escritórios clássico em um andar, há um conjunto completo de instalações para diversos fins.

Por exemplo, em um escritório em uma hora, 60 metros cúbicos de ar devem ser substituídos, nas salas de cirurgia - 30-40 m³, no banheiro - 70 m³, na sala de fumantes - mais de 100 m³, nos corredores e no saguão - 10 m³.

De acordo com os padrões sanitários gerais para instalações residenciais, em uma hora há uma troca completa de massa de ar no valor de 30 m³ por pessoa - com base no número de residentes.

Existe outra abordagem no cálculo do volume de ar - por área. 3 m por metro quadrado de área útil³.

Separadamente, vale ressaltar a ventilação das instalações industriais e dos hangares de armazém - 20 m³ por unidade de área. Em salas tão grandes, os sistemas de ventilação são construídos com base em um sistema multicomponente de ventiladores duplos (4, 8, 16 e mais peças em um quadro)

Para as demais salas de serviço, existem parâmetros regulatórios prontos. Então, uma cozinha com fogão elétrico - mais de 60 m³, com fogão a gás - mais de 80 m³, banheiro - pelo menos 25 m³ etc.

Além disso, deve-se lembrar que, para as salas de estar, a vazão de ar não é superior a 2 m / s, e para a cozinha e o banheiro a velocidade deve ser de 4-6 m / s.

Fórmulas e explicações para eles

Passamos diretamente para as características e fórmulas. Os cálculos ocorrem em várias etapas, em cada uma das quais calculamos uma das características do sistema de ventilação.

Deslocamento do ar

Considere o cálculo do volume de trabalho de ar (m³/ h).

Para o escritório, recomendamos o cálculo do número de pessoas:

V = 35 * N,

Onde N - o número de pessoas simultaneamente na sala.

Para apartamentos e casas particulares, é necessário fazer um erro de cálculo em relação ao volume de espaço útil:

V = 2 * S * H,

Onde: 2 - o coeficiente de multiplicidade das trocas aéreas por unidade de tempo (por 1 hora); S - área de estar; H - a altura das instalações.

Cálculo da seção do duto

Seção duto de ventilação calculado em cm². Os principais dutos de ar são de dois tipos em seção transversal: redonda e retangular.

A área da seção transversal do tubo é calculada pela razão:

S_cortar= V * 2,8 / ω,

Onde: S_cortar - área seccional; V - volume de ar (m³/ h); 2,8 - coeficiente de coordenação das dimensões; ω - vazão na rodovia (m / s).

A vazão do ar que passa pela rodovia é geralmente equivalente a 2-3 m / s.

Ao calcular a área de seção transversal do duto, você pode determinar o diâmetro de uma rodada ou a largura / altura de um duto retangular. Sabendo a largura, podemos encontrar a altura da seção e vice-versa. O diâmetro da seção circular será √4 * S_cortar/ pi

Número e tamanho dos difusores

Vamos considerar ainda como calcular o número e o tamanho dos difusores. As dimensões do pulverizador são geralmente escolhidas 1,5-2 vezes mais que a área de seção transversal da linha principal.

Com o número de difusores um pouco mais complicado, eles são calculados pela fórmula:

N = V / (2820 * ω * d²),

Onde: N - o número desejado de difusores; V - caudal mássico do ar (m³/ h); ω - caudal de ar (m / s); d - diâmetro do difusor (m), se for redondo.

Se o difusor for retangular, então:

N = π * V / (2820 * ω * 4 * a * b),

Onde: π É o número Pi a e b - dimensões da seção.

Opções de desempenho da instalação

São conhecidas duas das características mais importantes de uma unidade de ventilação - potência e o grau de pressão gerada. A potência da estação de ventilação é calculada da seguinte forma:

P = ΔT * V * Cv / 1000,

Onde: ΔT - delta das temperaturas do ar de entrada / saída (° С); V - caudal mássico do ar (m³/ h); Cv - capacidade térmica do ar (0,336 W * h / m³ * ° С).

A pressão gerada é determinada pela curva característica do desempenho do ventilador principal.

Este parâmetro deve ser equivalente ao arrasto aerodinâmico da rede aérea. Os fabricantes de ventiladores fornecem um gráfico da curva na folha de dados do produto.

Além disso, é importante ter uma idéia geral sobre o aquecedor do fluxo de ar de entrada - o aquecedor. Esta é uma parte separada do sistema de ventilação onde o ar é aquecido. Passando, por exemplo, através de um dissipador de calor, o ar é aquecido.

Um aquecedor no qual o aquecimento ocorre através de um radiador e a troca de energia térmica com um fluxo de exaustão é chamado de recuperador. Existem recuperadores de uma seção e de várias seções que permitem misturar fluxos de ar com uma grande diferença em suas temperaturas de entrada

Concluindo, vale mencionar a tensão de alimentação da unidade de ventilação. Recomenda-se o uso de uma rede de tensão de 380 V, para garantir uma operação confiável da instalação de qualquer potência.

Especificações da instalação de ventilação mecânica

Com a instalação de uma unidade de ventilação de um tipo de suprimento, o dono da casa poderia, sem dúvida, gerenciar sem atrair trabalhadores.

No entanto, vale lembrar que o trabalho é realizado em uma altura perigosa para um artista inexperiente. Portanto, é melhor atrair aqueles que têm experiência, ferramentas e dispositivos de segurança para executar as seguintes etapas:

Após a conclusão das manipulações completamente difíceis na instalação da unidade de suprimento de ar direto, resta apenas conectá-la às comunicações.

Vamos considerar esse processo com mais detalhes usando a seguinte seleção de fotos.

As informações sobre a sequência de instalação das unidades de ventilação forçada ajudarão a evitar muitos dos erros graves cometidos por instaladores inexperientes.

Características da construção do PVV natural

Ao desenvolver suprimento natural de alta qualidade e ventilação de exaustão, a maioria dos especialistas observa uma certa “carta” de trabalhos de projeto e instalação.

Essas regras ajudam a criar soluções realmente eficazes e econômicas, mesmo para os layouts mais fora do padrão de salas e salas de serviço. em uma casa particular e apartamento multi-quarto arranha-céus.

Durante o projeto da ventilação, você deve tentar criar um fluxo natural de ar das salas de estar através dos corredores para o banheiro e a cozinha

Os corredores, neste caso, agem como espaços fluidos. Portanto, a unidade principal de ventilação do sistema deve estar localizada no centro da casa, na parte superior dos corredores ou salas de serviço.

Por exemplo, o módulo de ventilação de uma casa particular de 2 andares pode ser localizado no térreo, na parte superior da despensa ou no corredor principal. Para um edifício de 1 andar, como opção, na parte inferior do sótão.

Ao instalar a tubulação principal, lembre-se de que o ar de suprimento deve entrar nas salas de estar e o ar de exaustão deve passar pelas cozinhas e salas de serviço.

Portanto, os difusores de ar de suprimento estão localizados no limite condicional “ambiente da sala” e exaustores na cozinha, no banheiro, na despensa e no banheiro.

O difusor combina duas funções: distribuição uniforme de ar fresco e remoção do ar já usado. Eles vêm em todas as formas. Feito de chapa e plástico

Existem comentários sobre a altura da localização das aberturas de entrada e saída de ar. A saída do sistema de ventilação é colocada necessariamente acima do nível do telhado do edifício.

Isso protegerá a entrada de ar da entrada secundária de ar recém-removido pelas aberturas de exaustão.

O ar fresco deve ser aspirado a uma altura de pelo menos 2 metros da superfície da terra.

Como pequenas partículas abrasivas e poeira podem subir com a ajuda dos fluxos de vento a uma altura superior a 1 metro e voar para os difusores de ar de suprimento, obstruindo rapidamente os filtros primários.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo mostra e demonstra os recursos do design e instalação do PVC em uma casa particular:

Outro exemplo ilustrativo de uma solução chave na mão para ventilação de uma casa particular de madeira de um andar:

Resumindo as informações acima, observamos que a ventilação de suprimento e exaustão é simples para o projeto, disponível para compra e instalação do sistema.

A ventilação em conjunto com o sistema de aquecimento permite organizar um equilíbrio de ar fresco e quente na sala.

Você organizou ventilação no país? Ou você conhece os segredos de projetar e instalar um sistema de ventilação em um apartamento? Compartilhe sua experiência - deixe seus comentários sobre este artigo.