Cung cấp và thông gió thải: nguyên lý hoạt động và tính năng thiết kế

Trong một căn phòng tràn ngập không khí trong lành, bạn có thể thở dễ dàng hơn, làm việc hiệu quả hơn và ngủ ngon hơn.Nhưng việc mở cửa sổ cho thông gió sau mỗi 2-3 giờ là một vấn đề, bạn có đồng ý không? Đặc biệt là vào ban đêm, khi tất cả các thành viên trong gia đình đều đang ngủ say.

Một trong những giải pháp tự động hóa cho nhiệm vụ này là hệ thống thông gió cấp và thoát khí (PVV) của căn phòng. Nhưng làm thế nào để làm điều đó một cách chính xác? Chúng tôi sẽ giúp bạn nghiên cứu nguyên lý hoạt động và hiểu các tính năng của sự sắp xếp.

Bài viết của chúng tôi thảo luận về các thành phần của hệ thống cung cấp và xả khí, các quy tắc tính toán và tiêu chuẩn trao đổi không khí trong các loại phòng khác nhau.

Sơ đồ bố trí thông gió, hình ảnh mô tả các yếu tố riêng lẻ của hệ thống và các đề xuất video hữu ích để lắp đặt hệ thống thông gió trong nhà riêng bằng chính đôi tay của bạn được cung cấp.

Thông gió là gì?

Chúng ta có thường xuyên thông gió cho căn phòng không? Câu trả lời phải trung thực nhất có thể: 1-2 lần một ngày, nếu bạn nhớ mở cửa sổ. Và bao nhiêu lần vào ban đêm? Một câu hỏi tu từ.

Theo tiêu chuẩn vệ sinh và vệ sinh, tổng khối lượng không khí trong phòng có người thường xuyên có mặt phải được thay mới hoàn toàn sau mỗi 2 giờ.

Thông gió thông thường đề cập đến quá trình trao đổi khối không khí giữa một không gian hạn chế và môi trường. Quá trình động học phân tử này cung cấp khả năng loại bỏ nhiệt và độ ẩm dư thừa bằng hệ thống lọc.

Thông gió cũng đảm bảo không khí trong phòng đáp ứng các yêu cầu vệ sinh và vệ sinh, điều này đặt ra những hạn chế về công nghệ riêng đối với thiết bị sẽ tạo ra quy trình này.

Hệ thống con thông gió là một tập hợp các thiết bị và cơ chế công nghệ để hút, xả, chuyển động và lọc không khí. Nó là một phần của hệ thống thông tin liên lạc toàn diện cho cơ sở và tòa nhà.

Chúng tôi khuyên bạn không nên so sánh các khái niệm thông gió và điều hòa không khí – các danh mục rất giống nhau nhưng có một số khác biệt.

1. Ý chính. Điều hòa không khí đảm bảo duy trì các thông số không khí nhất định trong một không gian hạn chế, cụ thể là nhiệt độ, độ ẩm, mức độ ion hóa hạt và những thứ tương tự. Thông gió tạo ra sự thay thế có kiểm soát toàn bộ thể tích không khí thông qua luồng vào và ra.
2. Tính năng chính. Hệ thống điều hòa không khí hoạt động dựa trên không khí trong phòng và luồng không khí trong lành có thể hoàn toàn không có. Hệ thống thông gió luôn hoạt động ở ranh giới giữa không gian kín và môi trường thông qua trao đổi.
3. Phương tiện và phương pháp. Không giống như thông gió ở dạng đơn giản, điều hòa không khí là một sơ đồ mô-đun gồm nhiều khối xử lý một phần nhỏ không khí và do đó duy trì các thông số không khí vệ sinh và vệ sinh trong phạm vi quy định.

Hệ thống thông gió trong nhà có thể được mở rộng đến bất kỳ quy mô cần thiết nào và cung cấp, trong trường hợp khẩn cấp trong phòng, thay thế khá nhanh toàn bộ khối lượng không khí. Điều gì sẽ xảy ra với sự trợ giúp của quạt, máy sưởi, bộ lọc mạnh mẽ và hệ thống đường ống rộng rãi.

Bạn có thể quan tâm đến thông tin về cách bố trí đường ống thông gió từ ống dẫn khí bằng nhựa, được thảo luận trong bài viết khác của chúng tôi.

Ngoài chức năng chính, hệ thống thông gió có thể là một phần của nội thất phong cách công nghiệp, được sử dụng cho văn phòng và cơ sở bán lẻ, địa điểm giải trí

Có một số loại thông gió, có thể được chia theo phương pháp tạo áp suất, phân phối, kiến ​​trúc và mục đích.

Việc phun không khí nhân tạo vào hệ thống được thực hiện bằng cách sử dụng các bộ phận phun - quạt, máy thổi. Bằng cách tăng áp suất trong hệ thống đường ống, có thể di chuyển hỗn hợp khí-không khí trên một quãng đường dài và với khối lượng đáng kể.

Đây là điển hình cho các cơ sở công nghiệp, cơ sở sản xuất và các cơ sở công cộng có hệ thống thông gió trung tâm.

Việc tạo ra áp suất không khí trong hệ thống có thể có nhiều loại: nhân tạo, tự nhiên hoặc kết hợp. Phương pháp kết hợp thường được sử dụng

Hệ thống thông gió cục bộ (cục bộ) và trung tâm được xem xét. Hệ thống thông gió cục bộ là giải pháp “tại chỗ”, nhắm mục tiêu hẹp cho các cơ sở cụ thể, nơi cần tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn.

Thông gió trung tâm mang đến cơ hội tạo ra sự trao đổi không khí thường xuyên cho một số lượng đáng kể các phòng có cùng mục đích.

Và lớp hệ thống cuối cùng: cung cấp, xả và kết hợp. Hệ thống thông gió cấp và xả cung cấp đồng thời việc cung cấp và xả khí trong một không gian. Đây là nhóm con phổ biến nhất của hệ thống thông gió.

Những thiết kế như vậy giúp dễ dàng mở rộng quy mô và bảo trì cho nhiều loại cơ sở công nghiệp, văn phòng và dân cư.

Cơ sở vật lý của hệ thống thông gió

Hệ thống thông gió cấp và xả là một tổ hợp đa chức năng để xử lý cực nhanh hỗn hợp khí-không khí. Mặc dù đây là một hệ thống vận chuyển khí cưỡng bức nhưng nó dựa trên các quá trình vật lý hoàn toàn dễ hiểu.

Để tạo hiệu ứng đối lưu tự nhiên của luồng không khí, nguồn nhiệt được đặt ở mức thấp nhất có thể và các bộ phận xả được đặt trên trần nhà hoặc bên dưới nó.

Bản thân từ “thông gió” có liên quan chặt chẽ đến khái niệm đối lưu. Nó là một trong những yếu tố chính trong sự chuyển động của khối không khí.

Đối lưu là hiện tượng lưu thông năng lượng nhiệt giữa các dòng khí lạnh và ấm. Có đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức.

Một chút vật lý học đường để hiểu bản chất của những gì đang xảy ra. Nhiệt độ trong phòng được xác định bởi nhiệt độ không khí. Các phân tử là chất mang năng lượng nhiệt.

Không khí là hỗn hợp khí đa phân tử bao gồm nitơ (78%), oxy (21%) và các tạp chất khác (1%).

Ở trong một không gian (phòng) kín, chúng ta có sự không đồng nhất về nhiệt độ so với chiều cao. Điều này là do sự không đồng nhất về nồng độ của các phân tử.

Xét tính đồng nhất của áp suất khí trong một không gian kín (phòng), theo phương trình cơ bản của lý thuyết động học phân tử: áp suất tỉ lệ thuận với tích của nồng độ phân tử và nhiệt độ trung bình của chúng.

Nếu áp suất ở mọi nơi là như nhau thì tích của nồng độ phân tử và nhiệt độ ở đỉnh phòng sẽ bằng cùng một tích của nồng độ và nhiệt độ:

p=nkT, n_{đứng đầu}*T_{đứng đầu}=n_đáy*T_đáy, N_{đứng đầu}/N_đáy=T_đáy/T_{đứng đầu}

Nhiệt độ càng thấp thì nồng độ phân tử càng lớn và do đó tổng khối lượng của khí càng lớn. Đây là lý do tại sao người ta nói không khí ấm thì “nhẹ hơn” và không khí lạnh thì “nặng hơn”.

Thông gió thích hợp, kết hợp với hiệu ứng đối lưu, có thể duy trì nhiệt độ và độ ẩm đã cài đặt trong phòng trong thời gian hệ thống sưởi chính tự động tắt

Liên quan đến những điều trên, nguyên tắc cơ bản của việc bố trí thông gió trở nên rõ ràng: Nguồn cung cấp không khí (dòng vào) thường được trang bị từ bên dưới phòng và đầu ra (ống xả) ở phía trên. Đây là một tiên đề phải được tính đến khi thiết kế hệ thống thông gió.

Đặc điểm cung cấp và thông gió thải

Thông gió cung cấp và xả tương tác với hai luồng không khí có thành phần và mục đích khác nhau, sau đó được xử lý.

Trong PVV, tất cả các thiết bị cần thiết và hệ thống bổ sung được đặt trong một khung duy nhất, có thể lắp đặt bên trong loggia, trên gác mái, trên tường bên ngoài ngôi nhà, v.v.

Thiết kế đặc biệt của hệ thống lắp đặt mang đến nhiều cơ hội thông gió cho hầu hết mọi phòng trong tòa nhà.

Ngoài chức năng chính là di chuyển không khí, hệ thống thông gió cấp và thoát khí bao gồm kho vũ khí gồm các hệ thống phụ trợ sau đây và các chức năng bổ sung.

Trong số đó có những điều sau đây:

• làm mát và sưởi ấm không khí;
• ion hóa và làm ẩm các hạt;
• khử trùng và lọc không khí.

Chúng ta hãy xem xét một chu trình vận hành điển hình của hệ thống thông gió cấp và thoát khí, dựa trên mô hình vận chuyển hai mạch.

Ở giai đoạn đầu, không khí lạnh được lấy từ môi trường và không khí ấm được lấy ra khỏi phòng. Ở cả hai bên, không khí đi qua hệ thống làm sạch.

Sau đó không khí lạnh được chuyển sang lò sưởi (máy sưởi) - điển hình cho PVV có thu hồi nhiệt. Ngoài ra, nhiệt được truyền sang khí lạnh từ khí thải ấm - điển hình cho các hệ thống thông thường.

Sau khi sưởi ấm và trao đổi nhiệt, khí thải được loại bỏ qua một ống dẫn bên ngoài và không khí trong lành được làm nóng được cung cấp cho phòng.

Cách bố trí phổ biến của mô-đun thông gió bao gồm buồng trao đổi nhiệt (bộ thu hồi nhiệt), trong đó năng lượng nhiệt được trao đổi giữa các luồng không khí ngược chiều. Trong mọi trường hợp, mỗi luồng đều đi qua hệ thống lọc kép

Các nguyên tắc chính của cung cấp và thông gió khí thải là hiệu quả và kinh tế.

Sơ đồ thông gió cấp và xả cổ điển có những ưu điểm sau:

• mức độ thanh lọc cao của luồng đầu vào
• vận hành và bảo trì dễ dàng tiếp cận các bộ phận có thể tháo rời
• tính toàn vẹn và tính mô đun của thiết kế.

Để mở rộng chức năng, các bộ xử lý không khí được trang bị bộ điều khiển và giám sát phụ trợ, hệ thống lọc, cảm biến, bộ hẹn giờ tự động, bộ giảm tiếng ồn, cảnh báo quá tải động cơ điện, đơn vị phục hồi, khay ngưng tụ, v.v.

Thông số thông gió động

Có khá nhiều vấn đề liên quan đến việc thiết kế hệ thống thông gió, vì nếu tính toán sai các đặc tính, một hệ thống thông gió hoàn toàn tiết kiệm có thể biến thành một “con quái vật” lãng phí tài nguyên năng lượng.

Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí tài chính cho việc bảo trì nó. Kết quả là, ý tưởng vận hành thiết bị tiết kiệm không được xem xét.

Tải trọng chính của hệ thống thông gió rơi vào quạt.Hiệu suất của quạt phụ thuộc vào hình dạng của cánh quạt (bánh xe có cánh), chất lượng vật liệu và lắp ráp thiết bị

Để thiết kế chính xác hệ thống thông gió cấp và thoát khí, nên tính toán đại số về hiệu suất lắp đặt và các thông số động của luồng không khí.

Có một số phương pháp tính toán và thuật toán khác nhau, nhưng chúng tôi sẽ trình bày cho bạn chú ý một trong những lựa chọn đơn giản và đáng tin cậy nhất.

Mọi thứ liên quan đến quá trình tạo ẩm thứ cấp, ion hóa bổ sung và tinh chế thứ cấp đều có thể bị bỏ qua ở giai đoạn này.

Tiêu chuẩn xây dựng

Thật không hợp lý khi cung cấp một danh sách đầy đủ các tiêu chuẩn và quy tắc vệ sinh (SNiP) áp dụng cho các hệ thống thông gió khác nhau, vì có đủ tài liệu cho một vài cuốn sách, nhưng cần phải biết các hằng số tham chiếu cho khu dân cư và văn phòng.

Đối với mặt bằng văn phòng, khi xây dựng hệ thống thông gió, người ta chú ý chính đến những khu vực sẽ đặt nhân viên văn phòng.

Hơn nữa, tất cả các tiêu chuẩn được chỉ định cho mỗi người. Trong một tòa nhà văn phòng cổ điển, trên một tầng có đầy đủ các mặt bằng với nhiều mục đích khác nhau.

Ví dụ, trong văn phòng, 60 mét khối không khí cần được thay thế trong một giờ, trong phòng mổ - 30-40 m³, trong phòng tắm - 70 m³, trong phòng hút thuốc - hơn 100 m³, trong hành lang và tiền sảnh - 10 m³.

Theo tiêu chuẩn vệ sinh chung cho khu dân cư, việc trao đổi hoàn toàn khối không khí với khối lượng 30 m xảy ra trong một giờ.³ mỗi người - tính toán dựa trên số lượng cư dân.

Có một cách tiếp cận khác để tính thể tích không khí - theo diện tích. Cứ mỗi mét vuông không gian sống có 3 m³.

Riêng điều đáng nói là hệ thống thông gió của các cơ sở công nghiệp và nhà chứa kho - 20 m³ trên một đơn vị diện tích. Trong những căn phòng lớn như vậy, hệ thống thông gió được xây dựng trên cơ sở hệ thống quạt ghép nối nhiều thành phần (4, 8, 16 chiếc trở lên trong một khung)

Đối với các phòng tiện ích còn lại, có các thông số quy định sẵn có. Vì vậy, một căn bếp có bếp điện - hơn 60 m³, có bếp gas - hơn 80 m³, phòng tắm - ít nhất 25 m³ vân vân.

Ngoài ra, phải nhớ rằng đối với phòng khách, tốc độ luồng không khí không quá 2 m/s, còn đối với nhà bếp và phòng tắm thì tốc độ là 4-6 m/s.

Công thức và giải thích cho chúng

Hãy đi thẳng vào các đặc điểm và công thức. Việc tính toán diễn ra theo nhiều giai đoạn, tại mỗi giai đoạn chúng tôi tính toán một trong các đặc điểm của hệ thống thông gió.

Khối lượng không khí làm việc

Hãy xem xét việc tính thể tích không khí làm việc (m³/h).

Đối với văn phòng, chúng tôi khuyên bạn nên tính số lượng người:

V=35*N,

Ở đâu N - số lượng người cùng lúc trong phòng.

Đối với căn hộ và nhà riêng, cần tính toán về diện tích không gian sống:

V=2*S*H,

Ở đâu: 2 - tốc độ trao đổi không khí trên một đơn vị thời gian (trong 1 giờ); S - không gian sống; H - chiều cao của cơ sở.

Tính toán tiết diện ống gió

Phần ống dẫn khí để thông gió tính bằng cm². Các ống dẫn khí chính có hai loại theo mặt cắt ngang: hình tròn và hình chữ nhật.

Diện tích mặt cắt ngang của ống được tính theo tỷ lệ:

S_{chia thành từng phần}=V*2,8/ω,

Ở đâu: S_{chia thành từng phần} - diện tích mặt cắt ngang; V. - thể tích không khí (m³/h); 2,8 - hệ số khớp thứ nguyên; ω - tốc độ dòng chảy trong đường chính (m/s).

Tốc độ dòng khí đi qua đường chính thường tương đương 2-3 m/s.

Bằng cách tính diện tích mặt cắt ngang của ống dẫn, bạn có thể xác định đường kính cho ống tròn hoặc chiều rộng/chiều cao cho ống dẫn hình chữ nhật. Biết chiều rộng ta tìm được chiều cao của phần đó và ngược lại. Đường kính của phần hình tròn sẽ bằng √4*S_{chia thành từng phần}/số Pi

Số lượng và kích thước của bộ khuếch tán

Tiếp theo chúng ta hãy xem xét cách tính số lượng và kích thước của bộ khuếch tán. Kích thước của máy phun thường được chọn lớn hơn 1,5-2 lần diện tích mặt cắt ngang của đường chính.

Số lượng bộ khuếch tán phức tạp hơn một chút, chúng được tính theo công thức:

N=V/(2820*ω*d²),

Ở đâu: N - số lượng bộ khuếch tán yêu cầu; V. – lưu lượng khối không khí (m³/h); ω - tốc độ dòng không khí (m/s); d - đường kính bộ khuếch tán (m), nếu nó có hình tròn.

Nếu bộ khuếch tán có hình chữ nhật thì:

N=π*V/(2820*ω*4*a*b),

Ở đâu: π - Số Pi, Một Và b - kích thước phần.

Tùy chọn hiệu suất cài đặt

Hai đặc điểm quan trọng nhất của thiết bị thông gió được biết đến - công suất và mức áp suất được tạo ra. Công suất của trạm thông gió được tính như sau:

P=ΔT*V*Cv/1000,

Ở đâu: ΔT - đồng bằng nhiệt độ không khí ở đầu vào/đầu ra (°C); V. - lưu lượng khối không khí (m³/h); CV — nhiệt dung của không khí (0,336 W*h/m³*°С).

Áp suất tạo ra được xác định từ đường cong đặc tính hoạt động của quạt chính.

Thông số này phải tương đương với sức cản khí động học của mạng lưới không khí. Các nhà sản xuất quạt cung cấp biểu đồ đường cong trong bảng dữ liệu sản phẩm.

Ngoài ra, điều quan trọng là phải có hiểu biết chung về máy sưởi luồng khí vào - máy sưởi không khí.Đây là một phần riêng biệt của hệ thống thông gió, nơi không khí được làm nóng. Ví dụ, khi đi qua bộ tản nhiệt, không khí sẽ nóng lên.

Một lò sưởi trong đó quá trình gia nhiệt xảy ra thông qua bộ tản nhiệt và trao đổi năng lượng nhiệt với dòng khí thải được gọi là bộ thu hồi nhiệt. Có các bộ thu hồi nhiệt đơn và nhiều phần cho phép bạn trộn các luồng không khí với sự chênh lệch lớn về nhiệt độ đầu vào của chúng

Tóm lại, điều đáng nói là điện áp nguồn cho bộ phận thông gió. Nên sử dụng điện áp nguồn 380 V, nó sẽ đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của việc lắp đặt bất kỳ nguồn điện nào.

Đặc điểm lắp đặt thông gió cơ học

Một thợ thủ công tại nhà chắc chắn sẽ có thể xử lý việc lắp đặt thiết bị thông gió kiểu cung cấp mà không cần sự tham gia của công nhân.

Tuy nhiên, điều đáng nhớ là công việc được thực hiện ở độ cao nguy hiểm đối với người thực hiện thiếu kinh nghiệm. Vì vậy, tốt hơn hết nên nhờ những người có kinh nghiệm, dụng cụ và thiết bị an toàn thực hiện các bước sau:

Sau khi hoàn thành các thao tác rất khó khăn trong việc lắp đặt bộ phận xử lý không khí, tất cả những gì còn lại là kết nối nó với hệ thống liên lạc.

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn quá trình này bằng cách sử dụng lựa chọn ảnh sau.

Thông tin về trình tự lắp đặt các thiết bị thông gió cưỡng bức sẽ giúp tránh được nhiều lỗi nghiêm trọng nhất do những người lắp đặt thiếu kinh nghiệm mắc phải.

Đặc điểm của việc xây dựng PVV tự nhiên

Khi phát triển hệ thống thông gió và cung cấp tự nhiên chất lượng cao, hầu hết các chuyên gia đều tuân thủ một “điều lệ” nhất định về công việc thiết kế và lắp đặt.

Những quy tắc này giúp tạo ra các giải pháp thực sự hiệu quả và tiết kiệm chi phí ngay cả đối với việc sắp xếp các phòng và phòng tiện ích không theo tiêu chuẩn nhất. trong một ngôi nhà riêng Và căn hộ nhiều phòng các tòa nhà cao tầng.

Khi thiết kế hệ thống thông gió, bạn cần cố gắng tạo ra luồng không khí tự nhiên từ phòng khách qua hành lang vào phòng tắm và nhà bếp.

Trong trường hợp này, hành lang đóng vai trò là không gian lưu thông. Vì vậy, bộ phận thông gió chính của hệ thống nên được đặt ở trung tâm ngôi nhà, phía trên các hành lang hoặc các phòng tiện ích.

Ví dụ, mô-đun thông gió cho ngôi nhà riêng 2 tầng có thể được đặt ở tầng trệt, trên cùng của phòng tiện ích hoặc hành lang chính. Đối với ngôi nhà 1 tầng, có một lựa chọn là ở phần dưới của gác mái.

Khi đặt đường ống chính, bạn cần nhớ rằng không khí cung cấp sẽ đi vào phòng khách, và không khí thải sẽ đi ra ngoài qua nhà bếp và các phòng tiện ích.

Do đó, bộ khuếch tán nguồn cung cấp được đặt ở ranh giới “phòng-môi trường” thông thường và máy hút mùi được đặt trong nhà bếp, phòng tắm, phòng tiện ích và nhà vệ sinh.

Bộ khuếch tán kết hợp hai chức năng: phân phối đồng đều không khí trong lành và loại bỏ không khí đã sử dụng. Chúng có nhiều hình dạng khác nhau. Được làm từ kim loại tấm mỏng và nhựa

Có những ý kiến ​​​​liên quan đến chiều cao của vị trí của các lỗ thông gió vào và ra. Cửa thoát của hệ thống thông gió phải được đặt phía trên mức mái của tòa nhà.

Điều này sẽ bảo vệ PVV khỏi luồng không khí mới được hút vào thứ cấp thông qua các lỗ xả.

Không khí trong lành phải được đưa vào ở độ cao ít nhất 2m tính từ mặt đất.

Bởi vì các hạt mài mòn nhỏ và bụi có thể nhờ luồng gió thổi lên độ cao hơn 1 mét và bay vào các bộ khuếch tán nguồn cung cấp, do đó nhanh chóng làm tắc nghẽn các bộ lọc chính.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Video giải thích và trình diễn các tính năng của thiết kế và lắp đặt PVV trong nhà riêng:

Một ví dụ rõ ràng khác về giải pháp thông gió làm sẵn cho ngôi nhà gỗ 1 tầng riêng:

Tóm tắt các thông tin trên, chúng tôi lưu ý rằng hệ thống thông gió cấp và thoát khí là một hệ thống đơn giản, dễ thiết kế, có sẵn để mua và lắp đặt.

Thông gió kết hợp với hệ thống sưởi ấm cho phép bạn tổ chức cân bằng không khí trong lành và ấm áp trong phòng.

Bạn đã tham gia vào việc sắp xếp hệ thống thông gió trong ngôi nhà của mình chưa? Hay bạn có biết bí quyết thiết kế và lắp đặt hệ thống thông gió trong căn hộ? Hãy chia sẻ kinh nghiệm của bạn - để lại ý kiến ​​​​của bạn về bài viết này.