Общеобменная вентиляция зданий Об одной проблеме в приточных системах с рециркуляцией воздуха

А. И. Щедрин, руководитель отдела автоматики ГК ИНПРЕД

Приточные системы с рециркуляцией воздуха (ПСРВ) и центральные кондиционеры с рециркуляцией широко используются в системах общеобменной вентиляции зданий. Функциональная схема типовой ПСРВ изображена на рис. 1. При высокой кратности воздухообмена ПСРВ позволяют снизить энергопотребление на нагрев воздуха (иногда и на охлаждение), т. к. тепловая мощность нагревателя или охладителя расходуется в основном на изменение температуры только части воздуха, забираемого с улицы. Ограничивать поступление свежего воздуха можно вплоть до минимальной санитарной нормы. В случае наличия у ПСРВ приводов воздушных заслонок (на притоке, вытяжке и байпасе рециркуляции) с пропорциональным управлением появляется дополнительная степень свободы в регулировании температуры воздуха.

Ее обычно используют следующим образом:

1. Организуют дополнительный нагрев воздуха зимой при очень низких значениях наружной температуры, когда регулирующий клапан открыт на 100 %, но теплопроизводительности калорифера не хватает. В этом случае можно увеличивать степень рециркуляции. Проблемой в этом случае может быть конденсация влаги или выпадение инея в смесительной камере, обмерзание неизолированных элементов системы (рис. 2), но это отдельная тема.

2. Организуют дополнительное охлаждение воздуха летом, если температура вытяжного воздуха ниже, чем наружного. При этом, кроме получения более комфортных условий в помещении летом, экономится электрическая энергия, потребляемая холодильной машиной, и продлевается ее ресурс.

3. Организуют «тонкую» регулировку температуры в том случае, когда воздухонагреватель выполнен ступенчатым, например электрокалорифер. Такой алгоритм регулирования, безусловно, может быть реализован на любых свободно программируемых периферийных контроллерах систем автоматики ПСРВ. Кроме того, в настоящее время имеются и более простые контроллеры с «жесткой логикой», в которых реализована такая возможность. Например, контроллеры серий Synco 200 и Synco 700 производства SIEMENS. При всех плюсах ПСРВ, тем не менее, существует еще одна серьезная проблема при их эксплуатации в условиях холодного климата. Эта проблема заключается в недостаточно хорошем смешивании наружного и рециркуляционного воздуха. «Всплывает» эта проблема только при низких температурах, порядка – 20 °C, и только на стадии наладки автоматики или уже на стадии эксплуатации ПСВР.

Обмерзание воздушной заслонки

Суть проблемы заключается в следующем.

Рассмотрим систему, в которой рециркуляционный воздух поступает в камеру смешивания, например, сверху (рис. 3). В этом случае рециркуляционный воздух отжимает холодный приточный воздух вниз. В результате, как это видно на графике температурного профиля воздуха на выходе камеры смешивания ПСРВ, температура меняется по вертикали в очень широких пределах. В этом легко убедиться на практике экспериментальным путем – открыв дверцу камеры смешивания ПСРВ и медленно поводив рукой вверх-вниз, проверить температуру воздуха в камере при работающей системе. Таким образом, на разные участки водяного калорифера поступает воздух с различной температурой. Автоматика ПСРВ с помощью регулирующего клапана на теплоносителе устанавливает такую тепловую производительность калорифера, чтобы средняя температура воздуха на выходе ПСРВ соответствовала желаемой уставке, например 20 °C. Но непосредственно за калорифером профиль температуры воздуха остается по-прежнему сильно неоднородным. При высокой средней температуре температура воздуха внизу калорифера может достигать границы угрозы замораживания (рис. 3).

Если автоматика ПСРВ укомплектована качественным фреоновым капиллярным термостатом защиты калорифера и если его капилляр, смонтированный должным образом, покрывает равномерно весь калорифер по площади – автоматика остановит систему. А при отсутствии перечисленных выше условий произойдет размораживание калорифера. Конечно, при температуре приточного воздуха на выходе ПСРВ, составляющей 20 °C, это выглядит странным. Еще более странным может быть размораживание калорифера в том случае, когда служба эксплуатации, пытаясь облегчить режим ПСРВ в сильный мороз, вручную увеличивает степень рециркуляции, т. е. увеличивает количество теплого воздуха, поступающего в смесительную камеру. Казалось бы, чем больше теплого воздуха – тем лучше? Увы, при некоторых условиях это не так, и с описанным выше явлением обязательно приходится считаться. Какие же можно дать рекомендации для профилактики нежелательных последствий?

Профили температуры воздуха

Они, очевидно, следующие:

1. Соответствующий выбор конструкции ПСРВ. В случае эксплуатации ПСРВ в условиях холодного климата с температурой ниже – 20 °C следует избегать конструкций камеры смешивания с малой продольной длиной. Лучший вариант – вообще смешивать воздух каким-либо образом заранее, на безопасном расстоянии от калорифера.

2. Если ПСРВ уже установлена и эксплуатируется, можно поэкспериментировать с различного рода завихрителями и рассеивателями, улучшающими смешивание воздуха в камере смешивания.

3. В экстремальных ситуациях, при особо низких температурах, если возникает угроза замораживания калорифера вследствие описанного явления, лучше вообще отключить рециркуляцию (!), перекрыв рециркуляционную воздушную заслонку вручную. Однако это возможно только в том случае, если хватит запаса по теплопроизводительности калорифера. При наличии нескольких скоростей или частотного преобразователя у электродвигателя приточного вентилятора полезно перевести его на пониженную скорость.

4. Системы гидравлики теплоснабжения и автоматики ПСРВ следует должным образом проектировать, монтировать и налаживать. Наличие циркуляционного насоса в малом контуре схемы гидравлической обвязки калорифера, минимальная длина трубопроводов этого контура, корректный расчет типоразмера регулирующего клапана, балансировка системы по гидравлике должны иметь место как само собой разумеющееся. Необходимо использовать качественные фреоновые термостаты угрозы замораживания калорифера и тщательно следить за правильностью их монтажа.

При всех плюсах ПСРВ, тем не менее, существует еще одна серьезная проблема при их эксплуатации в условиях холодного климата. Эта проблема заключается в недостаточно хорошем смешивании наружного и рециркуляционного воздуха.

Система вентиляции с рециркуляцией воздуха

Вентиляцию с рециркуляцией воздуха реализует компания «ИНТЕХ» (Москва). Чтобы получить КП на вентиляцию с рециркуляцией, позвоните по телефону: . Отправить письменную заявку Вы можете на email или через форму заказа .

Вентиляции с рециркуляцией воздуха представляет собой систему, где часть забираемого из помещения воздуха смешивается с холодным наружным воздухом, нагревает его до необходимой температуры и затем подает в помещение. Причем, эта система может быть применена только если воздух, поступающий из помещения, не содержит вредных веществ и токсичных примесей. Тогда как объем наружного воздуха в этой смеси должен соответствовать всем санитарно-гигиеническим нормам, указанным в СНиП, и должен быть не меньше значения санитарной нормы, предусмотренной для данного типа помещения.

Примечание: Рециркуляцией не является перемешивание воздуха в пределах одного помещения, в том числе сопровождаемое нагреванием (охлаждением) отопительными агрегатами (приборами) или вентиляторами. Рециркуляция воздуха — это подмешивание воздуха помещения к наружному воздуху и подача этой смеси в данное или другие помещения.

Принципы работы вентиляции с рециркуляцией

Общая схема работы приточно-вентиляционной системы с рециркуляцией такова: через приток в помещение подается уличный воздух, который спустя некоторое время затягивается в систему вытяжки. Часть его безвозвратно выбрасывается на улицу, а часть поступает в смесительную камеру. Там воздух перемешивается со свежим притоком, охлаждая или нагревая его (зависит от типа и настроек системы), далее уже поступает в калорифер или кондиционер, из которых по вентиляционным трубам снова поступает в помещение. Основная цель рециркуляции – снижение нагрузки на системы обработки воздуха (калориферы, кондиционеры, проч.).

Чтобы воздух в помещении оставался свежим и пригодным для дыхания, при использовании рециркуляции в вентиляционной системе необходимо соблюдать такие условия:

• Объем поступающего извне чистого воздуха должен составлять минимум 10% от производительности приточной установки;
• В поступающем в помещение воздухе должно содержаться максимум 30% вредных веществ от предельно допустимой их концентрации.

Вентиляция с рециркуляцией и нагревом.

Холодный наружный воздух смешивается с теплым воздухом, забираемым из помещения, нагревается до необходимой температуры, а затем подается в помещение

• вентиляторы включены
• клапаны наружного и вытяжного воздуха открыты
• нагреватель работает

• приточные и вытяжные вентиляторы включены
• клапаны наружного, вытяжного, рециркуляционного воздуха открыты, каждый в зависимости от установленного количества наружного воздуха
• нагреватель работает

Вентиляция с рециркуляцией без нагрева

В переходный период при повышении температуры наружного воздуха и работающей системе отопления внутри помещения, задача приточной системы вентиляции сводится только к подаче свежего воздуха. При этом можно обойтись без дополнительного нагрева воздуха после рециркуляции.

• вентиляторы включены
• клапан рециркуляционного воздуха открывается пропорционально требованиям к температуре приточного воздуха
• клапан наружного воздуха закрывается пропорционально требованиям к температуре приточного воздуха
• нагреватель не работает

​

• приточные и вытяжные вентиляторы включены
• клапаны наружного, вытяжного и рециркуляционного воздуха открыты — в зависимости от требований к температуре приточного воздуха
• нагреватель не работает

Применение рециркуляции воздуха в системах вентиляции допускается лишь в холодный и переходный периоды года (для установок кондиционирования в любое время года). При этом в помещение должен подаваться наружный воздух в количестве не менее указанного выше.

Рециркуляция воздуха не допускается:

• из помещений, в воздухе которых имеются болезнетворные бактерии и грибки в концентрациях, превышающих установленные Госсанэпиднадзором России, или резко выраженные неприятные запахи
• из помещений, в которых максимальный расход наружного водуха определяется массой выделяемых вредных веществ 1-ого и 2-ого классов опасности
• из помещений, в которых имеются вредные вещества, возгоняемые при соприкосновении с нагретыми поверхностями воздухонагревателей, если перед воздухонагревателем не предусмотрена очистка воздуха
• из помещений категорий А и Б (кроме воздушных и воздушно-тепловых завес у наружных ворот и дверей)
• из 5-метровых зон вокруг оборудования, расположенного в помещениях категорий В1-В4, Г и Д, если в этих зонах могут образовываться взрывоопасные смеси из горючих газов, паров, аэрозолей с воздухом
• из лабораторных помещений научно-исследовательсткого и производственного назначения, в которых могут производиться работы с вредными или горючими газами, парами и аэрозолями
• из систем местных отсосов вредных веществ и взрывоопасных смесей с воздухом
• из тамбур-шлюзов

Основная схема выполнения приточно-вытяжной вентиляции с рециркуляцией воздуха

Чаще всего для организации приточно-вытяжной вентиляции с рециркуляцией применяется схема, основанная на использовании связки фанкойла и чиллера. Фанкойл заменяет внутренний блок кондиционера, работая активной батареей. Это сборный агрегат, в котором располагается дренаж для организации оттока конденсата, образующегося в летний период, вентилятор, теплообменник и воздушный фильтр. Чиллер – водяной калорифер, который в зависимости от времени года подогревает или охлаждает воду, далее передающую свою температуру поступающему воздуху.

Регулирование температуры теплоносителя в чиллере осуществляется с пульта управления. Данная система позволяет осуществлять полноценное или частичное воздушное отопление зимой и кондиционирование летом. Объем помещения значения не имеет, так как существуют системы, разработанные специально для супермаркетов и прочих больших строений. Преимущество данной системы заключается в возможности вентилирования в едином климатическом режиме большого количества помещений в одном здании. Разводка точек втягивания и выхлопа воздуха от фанкойла осуществляется с помощью стандартных вентиляционных воздуховодов.

Что касается управления рециркуляцией, то оно осуществляется с помощью дистанционно регулируемых заслонок или решеток, управление которыми выполняется с пульта. Температура поступающего воздуха различается в зависимости от времени года, тогда как температура приточного воздуха, подаваемого в помещение, должна быть комфортной. Ее необходимое значение выставляется на пульте управления. Чиллер нагревает или охлаждает уличный воздух до заданного значения, он поступает в теплообменник, смешиваясь с возвращенным из помещения воздухом, в результате чего из приточного диффузора он выходит с оптимальной температурой.

Количество воздуха, который необходимо забирать из помещения подмешивать к уличному, зависит от заданных параметров температуры в помещении. Именно по данному критерию определяется устанавливаемое положение заслонок. Сами заслонки монтируются в точках забора воздуха из помещения, а также на магистрали забора уличного воздуха. Управление заслонками синхронизировано и осуществляется с пульта. Его параметры настраиваются специалистами в каждом случае индивидуально.

Дополнительные схемы рециркуляционной вентиляции

Рециркуляция воздуха внутри помещения при помощи потолочного вентилятора

Рециркуляция с помощью одного потолочного вентилятора и разведенных в пределах одного помещения воздуховодов не предназначена для подачи или изменения объема притока наружного воздуха. Такие схемы, лишенные фанкойла и подключения к забору уличного воздуха применяются в ряде типов помещений (кафе, магазины, административные здания) исключительно для увеличения подвижности воздуха в рабочей зоне.

Внимание! Данный вариант нельзя назвать полноценной рециркуляцией, ведь при нем воздух забирается из одной части помещения в другую, чтобы он не застаивался.

Рециркуляция воздуха внутри помещения при помощи фанкойла

Рециркуляция по данной схеме довольно распространена. В фанкойле присутствует теплообменник для охлаждения или подогрева воздуха, и промышленный вентилятор, осуществляющий его перемещение. Фактически, это канальный кондиционер, точнее его аналог. Такая система монтируется отдельно от основной приточно-вытяжной вентиляции и работает следующим образом: в одних зонах помещения забирается воздух, по воздуховодах подается в теплообменник, где подогревается или охлаждается, после чего другой сетью воздуховодов отправляется в другие зоны помещения.

Применение данной системы можно считать рациональным в малых и средних помещениях, где приточно-вытяжная вентиляция представлена, например, только стеновыми вентиляторами, смонтированными в вентиляционные шахты. Здесь выполнение полноценной комбинированной рециркуляционной вентиляции затруднено и нецелесообразно, а такой подход позволит создать приемлемый микроклимат при минимальных затратах без необходимости полной переделки всей вентиляции.

Рециркуляция при помощи фанкойла с подмешиванием уличного воздуха

Основой здесь выступает та же самая система с фанкойлом, что и в предыдущем случае, с единственным отличием – она имеет возможность забирать воздух и с улицы. Уличный забор регулируется вручную или автоматически управляемой заслонкой. Ее применение оправдано в основном тогда, когда в помещении уже смонтирована эффективная приточно-вытяжная вентиляция, модернизировать которую нет желания или возможности.

Такая система может применяться для нагрева или охлаждения воздуха в помещении, а также в качестве вспомогательной приточной установки.

Рециркуляция с применением заслонок

При применении двух двигателей разрешается использование как приточно-вытяжной системы вентилирования, так и полноценной или частичной вентиляции с рециркуляцией.

Температурный режим внешних воздушных масс в различное время года имеет разные значения и может изменяться в довольно широком диапазоне, в это же время температурный режим внутренних воздушных масс всегда должен находиться приблизительно на одном уровне, комфортном для жителей или работников.

Чтобы создать комфортную температуру в здании в зимний период года, нагреватель воздействует на рециркуляционные воздушные массы и нагревает их до заданной температуры воздуха в помещении и температурный режим выравнивается по заранее заданным параметрам. Каждое оборудование обладает своей тепловой емкостью, поэтому объемы подмешиваемых очищенных воздушных масс в различные периоды года могут составлять различное соотношение, все зависит от управления заслонками.

​

В теплое время года осуществляется точно такой же процесс, но уже производится охлаждение воздушных масс. Единственный момент, который необходимо учитывать — это то, что в теплое время года рециркуляционные воздушные массы обладают более низкой температурой и добавление очищенного воздуха осуществляется с учетом мощности кондиционера.

При создании рециркуляционной системы схема ее монтажа и функционирования должна разрабатываться только специалистами.

Достоинства и недостатки конструкции

Установка вентиляции такого типа не отличается от стандартного размещения аналогичной бытовой техники, но их автономность гораздо выше. У них нет привязки к вентиляционной системе, поэтому дизайнеры разработали ряд компактных вытяжек выдвижного типа, где применяется рециркуляция. Называются они телескопические вытяжки. Во время работы они осуществляют фильтрацию путем создания сильной боковой тяги, всасывая все загрязнения вместе с воздушным потоком. После отключения система утапливается в столешницу стола, очень удобно и оригинально.

Достоинства

У такого типа устройств производительность и мощность немного меньше, но это позволило производителям снизить и их стоимость, что только радует пользователей. Все составляющие систем испытывают меньшие нагрузки, поэтому работать безаварийно могут значительно дольше.

При функционировании такой системы нет места обратной тяге. Автономное расположение дает возможность свободной установки плиты — пользователи ее ставят там, где им наиболее удобно, не зависимо от расположения входа в вентиляционную шахту. Рециркуляционная вытяжка Рециркуляционная вытяжка в интерьере кухни

​

Недостатки

Самым большим минусом устройств с рециркуляцией можно назвать частую замену фильтров, которая происходит у вытяжки такого типа не реже 1—2 раз в год. Тем более что для качественной фильтрации применяется комбинация из жировых и угольных фильтров. Жировые фильтры можно просто мыть, как жирную посуду, используя специальные средства

«ИНТЕХ» — инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Вентиляцию с рециркуляцией воздуха реализует компания «ИНТЕХ» (Москва). Чтобы получить КП на вентиляцию с рециркуляцией, позвоните по телефону: . Отправить письменную заявку Вы можете на email или через форму заказа .

Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

© 2003-2021 ИНТЕХ — Вентиляция и кондиционирование. Контакты