Befúvó-elszívó szellőztetés: működési elv és a kialakítás sajátosságai

A friss levegővel telt helyiségben könnyebb lélegezni, termelékenyebben dolgozni és mélyebben aludni. De az ablakot 2-3 óránként kinyitni a szellőztetéshez problémás, nem gondolja? Különösen éjszaka, amikor a család minden tagja édesen alszik.

A feladat egyik automatizált megoldása a helyiség befúvó-elszívó szellőzése (BESZ). De hogyan kell helyesen elkészíteni? Segítünk Önnek tanulmányozni a működési elvet és megérteni a kialakítás sajátosságait.

Cikkünkben megvizsgáljuk a befúvó-elszívó rendszer alkotóelemeit, számításuk szabályait és a különböző típusú helyiségek levegőcsere-normáit.

Kiválasztottuk a szellőzés kialakításának sémáit, a rendszer egyes elemeit ábrázoló fotókat, hasznos videóajánlásokat közöltünk a szellőzőrendszer saját kezű megépítéséhez egy családi házban.

Mi a szellőzés?

Milyen gyakran szellőztetjük a szobát? A válasznak a lehető legőszintébbnek kell lennie: napi 1-2 alkalommal, ha nem felejtettük el kinyitni az ablakot. És éjszaka hányszor? Retorikus kérdés.

Az egészségügyi-higiéniai előírások szerint annak a helyiségnek, ahol állandóan emberek tartózkodnak, a teljes levegőtömegét 2 óránként teljesen meg kell újítani.

Szokásos szellőzés alatt a levegőtömeg cseréjének folyamatát értjük egy zárt tér és a környezet között. Ez a molekuláris-kinetikai folyamat lehetővé teszi a hő- és nedvességfelesleg eltávolítását egy szűrőrendszer segítségével.

A szellőzés továbbá biztosítja a helyiség levegőjének az egészségügyi-higiéniai követelményeknek való megfelelését, ami saját technológiai korlátokat szab az adott folyamatot generáló berendezésre.

A szellőző alrendszer a levegő beszívására, elvezetésére, mozgatására és tisztítására szolgáló technológiai eszközök és mechanizmusok összessége. Része a helyiségek és épületek komplex kommunikációs rendszerének.

Javasoljuk, hogy ne hasonlítsa össze a szellőzés és a klímaberendezés fogalmait – ezek nagyon hasonló kategóriák, amelyek számos eltéréssel rendelkeznek.

1. Alapgondolat. A légkondicionálás biztosítja a levegő bizonyos paramétereinek fenntartását zárt térben, nevezetesen a hőmérsékletet, a páratartalmat, a részecskék ionizációs fokát és hasonlókat. A szellőzés ezzel szemben a levegő teljes térfogatának szabályozott cseréjét végzi be- és elvezetés útján.
2. Fő jellemző. A légkondicionáló rendszer a helyiségben lévő levegővel dolgozik, és maga a friss levegő beáramlása teljesen hiányozhat. A szellőzőrendszer mindig a zárt tér és a környezet határán dolgozik csere útján.
3. Eszközök és módszerek. A szellőzéssel ellentétben a légkondicionálás egyszerűsített formában több egységből álló moduláris rendszer, amely a levegő egy kis részét kezeli, és ezáltal a levegő egészségügyi-higiéniai paramétereit a megadott tartományban tartja.

A ház szellőzőrendszere bármilyen szükséges méretűre bővíthető, és vészhelyzet esetén a helyiségben a levegő teljes tömegének viszonylag gyors cseréjét biztosítja. Ez erős ventilátorok, fűtőtestek, szűrők és elágazó csőrendszer segítségével történik.

Érdekelheti Önt a műanyag légcsatornákból készült szellőzőcső-rendszer kialakításáról szóló információ, amelyet másik cikkünkben tárgyalunk.

Az alapfunkción kívül a szellőzőrendszerek az ipari stílusú enteriőr részét is képezhetik, amelyet irodai és kereskedelmi helyiségekben, szórakozóhelyeken alkalmaznak.

A szellőzésnek több osztályát különböztetik meg, amelyek a nyomásképzés módja, a terjedés, az építészet és a rendeltetés szerint oszthatók fel.

A levegő mesterséges bepréselése a rendszerben befúvó berendezésekkel – ventilátorokkal, légfúvókkal – történik. A csőrendszerben a nyomás növelésével a gáz-levegő keverék nagy távolságokra és jelentős mennyiségben szállítható.

Ez jellemző az ipari létesítményekre, termelőhelyiségekre és a központi szellőzőrendszerrel rendelkező közösségi létesítményekre.

A levegőnyomás képzése a rendszerben többféle típusú lehet: mesterséges, természetes vagy kombinált. Gyakran alkalmazzák a kombinált módszert.

A szellőzőrendszereket helyi (lokális) és központi rendszerekre osztják. A helyi szellőzőrendszerek “pontszerű”, szűk irányú megoldások adott helyiségekre, ahol szigorú szabványoknak való megfelelés szükséges.

A központi szellőzés lehetőséget biztosít a rendszeres levegőcserére számos, azonos rendeltetésű helyiség esetében.

És a rendszerek utolsó osztálya: befúvó, elszívó és kombinált. A befúvó-elszívó szellőzőrendszerek egyidejű befúvást és elszívást biztosítanak a térben. Ez a szellőzőrendszerek leggyakoribb alcsoportja.

Az ilyen szerkezetek egyszerű skálázhatóságot és karbantartást tesznek lehetővé a legkülönfélébb ipari, irodai és lakó típusú helyiségek számára.

A szellőzőrendszer fizikai alapja

A befúvó-elszívó szellőzőrendszer egy többfunkciós komplexum a gáz-levegő keverék rendkívül gyors kezelésére. Bár ez egy kényszerű gázszállító rendszer, alapjául teljesen magyarázható fizikai folyamatok szolgálnak.

A légáramlások természetes konvekciójának hatásának létrehozása érdekében a hőforrásokat a lehető legalacsonyabban, az elszívó elemeket pedig a mennyezetben vagy alatta helyezik el.

Maga a “szellőzés” szó szorosan kapcsolódik a konvekció fogalmához. Ez az egyik kulcselem a levegő tömegek mozgatásában.

A konvekció a hőenergia cirkulációjának jelensége a hideg és meleg gázáramlások között. Létezik természetes és kényszerített konvekció.

Egy kis iskolai fizika a történések lényegének megértéséhez. A szoba hőmérsékletét a levegő hőmérséklete határozza meg. A hőenergia hordozói a molekulák.

A levegő többmolekulás gázkeverék, amely nitrogénből (78%), oxigénből (21%) és egyéb szennyeződésekből (1%) áll.

Zárt térben (helyiségben) a hőmérséklet nem egyenletes a magasság függvényében. Ez a molekulák koncentrációjának nem egyenletességéből adódik.

Figyelembe véve a gáz nyomásának egyenletességét zárt térben (helyiségben), a molekuláris-kinetikai elmélet alapegyenlete szerint: a nyomás arányos a molekulák koncentrációjának és azok átlagos hőmérsékletének szorzatával.

Ha a nyomás mindenhol egyforma, akkor a molekulák koncentrációjának és a hőmérsékletnek a szorzata a szoba felső részében egyenlő lesz ugyanezzel a szorzattal:

p=nkT, n_fent*T_fent=n_lent*T_lent, n_fent/n_lent=T_lent/T_fent

Minél alacsonyabb a hőmérséklet, annál nagyobb a molekulák koncentrációja, és így annál nagyobb a gáz össztömege. Ezért mondják, hogy a meleg levegő “könnyebb”, a hideg pedig “nehezebb”.

A megfelelő szellőztetés a konvekciós hatással együtt képes fenntartani a helyiségben a beállított hőmérsékleti és páratartalmi viszonyokat a fő fűtés automatikus kikapcsolásának időszakában.

A fentiek alapján világossá válik a szellőztetés kialakításának alapelve: a levegő bevezetését (befúvást) általában a helyiség alján, az elvezetést (elszívást) pedig a tetején kell elhelyezni. Ez egy axióma, amelyet figyelembe kell venni a szellőztető rendszer tervezése során.

A befúvó-elszívó szellőzés jellemzői

A befúvó-elszívó szellőztetés két különböző összetételű és rendeltetésű légárammal dolgozik, amelyeket később kezelni kell.

A PESZ-ben az összes szükséges berendezés és kiegészítő rendszer egyetlen keretben van elhelyezve, amelyet a lodzsában, a padláson, a ház külső falán stb. lehet telepíteni.

A berendezés speciális kialakítása széles körű lehetőségeket biztosít az épületben lévő gyakorlatilag bármennyi helyiség szellőztetésére.

A levegőmozgatás alapfunkcióján kívül a befúvó-elszívó szellőztetés a következő segédrendszerek és kiegészítő funkciók arzenálját foglalja magában.

Amelyek a következők:

• levegő hűtése és fűtése;
• részecskék ionizálása és párásítása;
• levegő fertőtlenítése és szűrése.

Vizsgáljuk meg a befúvó-elszívó szellőztető rendszer tipikus munkaciklusát, amely egy kétkörös szállítási modellen alapul.

Az első szakaszban a hideg levegőt a környezetből veszik fel, a meleg levegőt pedig a helyiségből szívják el. Mindkét oldalon a levegő áthalad a tisztítórendszeren.

Ezután a hideg levegő a kaloriferbe (fűtőberendezésbe) kerül – ez jellemző a hővisszanyerős PESZ-re. Ezenkívül a hideg gáznak a hőt az elszívott meleg levegő adja át – ez jellemző a hagyományos rendszerekre.

A felmelegedés és a hőcsere után az elszívott elhasznált levegő a külső csatornán keresztül távozik, a felmelegített friss levegő pedig a helyiségbe kerül.

A szellőzőmodul népszerű kialakítása magában foglal egy hőcserélő kamrát (rekuperátort), amelyben a szembeáramló levegőáramok között hőenergia-csere történik. Minden áramlás kettős szűrőrendszeren halad át.

A befúvó-elszívó szellőztetés fő működési elvei a hatékonyság és a gazdaságosság.

A klasszikus befúvó-elszívó szellőztetési vázlat az alábbi előnyökkel rendelkezik:

• a bemeneti áramlás magas fokú tisztítása
• a kivehető elemek elérhető üzemeltetése és karbantartása
• a szerkezet egységessége és moduláris felépítése

A funkcionalitás bővítése érdekében a befúvó-elszívó berendezéseket kiegészítő vezérlő- és felügyeleti egységekkel, szűrőrendszerekkel, érzékelőkkel, automatikus időzítőkkel, zajcsillapítókkal, villanymotor-túlterhelés-jelzőkkel, rekuperatív egységekkel, kondenzvíz-gyűjtő tálcákkal stb. szerelik fel.

A szellőzés dinamikus paraméterei

A szellőzőrendszer tervezésével kapcsolatban számos kérdés merül fel, mert a jellemzők hibás számítása esetén egy egyébként gazdaságos szellőzőkomplexumból könnyen egy energiaforrás-pazarló “szörnyeteggé” válhat.

Ez közvetlenül befolyásolja a karbantartás pénzügyi költségeit. Ennek eredményeként a berendezés gazdaságos üzemeltetésének maga az ötlete sem merül fel.

A szellőzőrendszer fő terhelése a ventilátorra hárul. A ventilátor teljesítménye függ a járókerék (lapátokkal ellátott kerék) alakjától, az anyagok minőségétől és a berendezés összeszerelésétől.

A befúvó-elszívó szellőztetés helyes megtervezéséhez ajánlott elvégezni a berendezés teljesítményének algebrai számításait és a légáramlások dinamikus paramétereinek meghatározását.

Számos különböző számítási módszer és algoritmus létezik, de az egyik legegyszerűbb és legmegbízhatóbb változatot mutatjuk be Önnek.

Minden, ami a másodlagos párásítási, további ionizációs és másodlagos tisztítási folyamatokkal kapcsolatos, ezen a szakaszon figyelmen kívül hagyható.

A kialakításra vonatkozó előírások

Nem célszerű felsorolni az összes egészségügyi normát és szabályt (SNiP), amelyeket a különböző szellőztető rendszerekkel szemben támasztanak, mivel az anyag több könyvet is kitenne, de ismernie kell a lakó- és irodahelyiségek alapvető paramétereit.

Ami az irodahelyiségeket illeti, a szellőztető rendszer kialakításakor a fő figyelmet azokra a helyiségekre kell fordítani, ahol az iroda személyzete tartózkodik.

Ezt követően az összes előírás egy főre vetítve van megadva. Egy klasszikus irodaházban egy emeleten teljes értékű, különböző rendeltetésű helyiségek találhatók.

Például egy irodában egy óra alatt 60 m³ levegőcserének kell történnie, a műtőkben 30-40 m³, a mosdóban 70 m³, a dohányzóban több mint 100 m³, a folyosókon és előterekben 10 m³.

Az általános lakóhelyiségekre vonatkozó egészségügyi előírások szerint egy óra alatt teljes levegőcsere történik, fejenként 30 m³ mennyiségben – ez a lakók számán alapuló számítás.

Létezik egy másik megközelítés is a levegőmennyiség kiszámítására – a terület alapján. Minden négyzetméter lakóterületre 3 m³ jut.

Külön érdemes megemlíteni az ipari létesítmények és raktárhangárok szellőztetését – 20 m³ egységenként. Az ilyen hatalmas helyiségekben a szellőzőrendszerek párban elhelyezett ventilátorokból álló, többkomponensű rendszer alapján épülnek (4, 8, 16 vagy több darab egy keretben).

A többi kisegítő helyiségre kész szabványparaméterek állnak rendelkezésre. Így a villanytűzhellyel felszerelt konyha – több mint 60 m³, gáztűzhellyel – több mint 80 m³, fürdőszoba – legalább 25 m³, stb.

Ezenkívül emlékeznie kell arra, hogy a lakószobákban a légáramlás sebessége nem haladhatja meg a 2 m/s-ot, a konyhában és a mosdóban pedig 4-6 m/s-nak kell lennie.

Képletek és magyarázatok hozzájuk

Térjünk át közvetlenül a jellemzőkre és képletekre. A számítások több szakaszban zajlanak, amelyek mindegyikében kiszámítjuk a szellőzőrendszer egyik jellemzőjét.

Munkalégmennyiség

Tekintse át a munkalégmennyiség (m³/h) kiszámítását.

Az iroda esetében javasoljuk, hogy a számítást a jelenlévő személyek száma alapján végezze el:

V=35*N,

Ahol N a helyiségben egyidejűleg tartózkodó személyek száma.

Lakások és családi házak esetében a számítást a lakótér térfogata alapján kell elvégeznie:

V=2*S*H,

Ahol: 2 a levegőcsere szorzótényezője időegységenként (1 óra alatt); S a lakóterület; H a helyiségek magassága.

A légcsatorna keresztmetszetének kiszámítása

A szellőző légcsatorna keresztmetszetét cm²-ben számítják. A fő légcsatornák keresztmetszete kétféle lehet: kör és téglalap alakú.

A cső keresztmetszetének területét a következő arány alapján számítják ki:

S_sechen=V*2,8/ω

Ahol: S_metsz – a keresztmetszet területe; V – a levegő térfogatárama (m³/h); 2,8 – a méretek összehangolásának tényezője; ω – a fővezetékben lévő áramlási sebesség (m/s).

A fővezetéken áthaladó levegőáram sebessége általában 2–3 m/s.

A légcsatorna keresztmetszeti területének kiszámítása után meghatározható a kör alakú légcsatorna átmérője, vagy a téglalap alakú légcsatorna szélessége/magassága. A szélesség ismeretében meghatározhatjuk a keresztmetszet magasságát, és fordítva. A kör keresztmetszet átmérője √4*S_metsz/π lesz.

A diffúzorok száma és mérete

Nézzük továbbá, hogyan számítható ki a diffúzorok száma és mérete. A diffúzor méreteit általában a fővezeték keresztmetszeti területének 1,5–2-szeresére választják.

A diffúzorok számának meghatározása kicsit bonyolultabb, ezt a következő képlettel számítják ki:

N=V/(2820*ω*d²),

Ahol: N – a keresett diffúzorok száma; V – a levegő tömegárama (m³/h); ω – a levegő áramlási sebessége (m/s); d – a diffúzor átmérője (m), ha az kör alakú.

Ha a diffúzor téglalap keresztmetszetű, akkor:

N=π*V/(2820*ω*4*a*b),

Ahol: π – a Pi szám, a és b – a keresztmetszet méretei.

A berendezés teljesítményparaméterei

A szellőztető egység két legfontosabb jellemzője ismert: a teljesítmény és a létrehozott nyomás mértéke. A szellőztető állomás teljesítményét a következőképpen számítják ki:

P=ΔT*V*Cv/1000,

Ahol: ΔT – a levegő hőmérséklet-különbsége a bemeneten/kimeneten (°C); V – a levegő tömegárama (m³/h); Cv – a levegő fajhője (0,336 Wh/m³*°C).

A létrehozott nyomás a főventilátor teljesítményének jelleggörbéje alapján határozható meg.

Ennek a paraméternek meg kell egyeznie a légáramlási hálózat aerodinamikai ellenállásával. A ventilátorgyártók a jelleggörbe grafikonját a termék műszaki adatlapján adják meg.

Emellett fontos, hogy általános ismeretekkel rendelkezzen a bemeneti légáram fűtőberendezéséről – a kaloriferről. Ez a szellőzőrendszer egy önálló része, ahol a levegő felmelegedése történik. Például egy hőradiatoron áthaladva a levegő felmelegszik.

Azt a kalorifert, amelyben a fűtés radiátoron keresztül történik, és hőenergia-csere zajlik az elszívott légárammal, rekuperátornak nevezik. Vannak egy- és többszekciós rekuperátorok, amelyek lehetővé teszik a nagyon eltérő belépési hőmérsékletű légáramok keverését.

Befejezésül érdemes megemlíteni a szellőztető egység tápfeszültségét. Ajánlott 380 V-os hálózati feszültséget használni, amely bármilyen teljesítményű berendezés megbízható üzemeltetését biztosítja.

A mechanikus szellőzés telepítésének sajátosságai

A befúvó típusú szellőztető berendezés telepítésével kétségtelenül megbirkózhat egy otthoni barkácsoló is, szakemberek bevonása nélkül.

Mindazonáltal emlékeztetni kell arra, hogy a munkákat a tapasztalatlan kivitelező számára veszélyes magasságban végzik. Ezért jobb olyanokat bevonni, akik rendelkeznek tapasztalattal, szerszámokkal és biztonsági felszerelésekkel a következő lépések elvégzéséhez:

A nem éppen egyszerű befúvóberendezés-szerelési műveletek befejezése után már csak csatlakoztatni kell a közművekhez.

Tekintsük át részletesebben ezt a folyamatot a következő fotóválogatás segítségével.

A kényszerített szellőzőberendezések szerelési sorrendjéről szóló információk segítenek elkerülni a tapasztalatlan szerelők által elkövetett számos súlyos hibát.

A természetes BESZ felépítésének jellemzői

A minőségi természetes befúvó-elvezető szellőzés kialakításakor a legtöbb szakember betart egyfajta “szabályzatot” a tervezési és szerelési munkákra.

Ezek a szabályok segítenek igazán hatékony és gazdaságos megoldásokat létrehozni még a legszokatlanabb szoba- és mellékhelyiség-elrendezésekhez is egy családi házban és egy többszobás lakásban egy többszintes épületben.

A szellőzés tervezése során törekedni kell a természetes légáramlás kialakítására a lakószobáktól a folyosókon át a WC-ig és a konyháig.

A folyosók ebben az esetben átáramló terek szerepét töltik be. Ezért a rendszer fő szellőzőegységét a ház közepén, a folyosók vagy mellékhelyiségek felső részében kell elhelyezni.

Például egy 2 szintes családi ház szellőzőmodulja elhelyezhető a földszinten, egy mellékhelyiség vagy a fő folyosó tetején. Egy 1 szintes ház esetében opcióként a padlás alsó részében.

A fő vezeték lefektetésekor emlékezni kell arra, hogy a befúvott levegőnek a lakószobákba kell áramlania, az elszívott levegőnek pedig a konyhákon és mellékhelyiségeken keresztül kell távoznia.

Ezért a befúvó diffúzorok a “szoba-környezet” feltételes határán helyezkednek el, az elszívók pedig a konyhában, fürdőszobában, kamrában, WC-ben.

A diffúzor két funkciót ötvöz: a friss levegő egyenletes elosztását és a már használt levegő elvezetését. Különböző formájúak lehetnek. Vékony lemezből és műanyagból készülnek.

Megjegyzések vannak a bemeneti és kimeneti légnyílások elhelyezkedésének magasságával kapcsolatban. A szellőzőrendszer kimenetét feltétlenül az épület tetőszintje fölé kell helyezni.

Ez megvédi a PPV-t a nemrég elvezetett levegő másodlagos beszívásától az elszívó nyílásokon keresztül.

A friss levegő beszívását a talajtól legalább 2 méter magasságban kell végezni.

Mert a kis csiszoló részecskék és por a széláramlatok segítségével 1 méternél magasabbra emelkedhetnek, és berepülhetnek a befúvó diffúzorokba, ezzel gyorsan eltömítve az előszűrőket.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

A videóban bemutatják és ismertetik a PPV tervezésének és szerelésének jellemzőit egy családi házban:

Még egy szemléletes példa egy kész szellőzési megoldásra egy 1 szintes fa családi házhoz:

Összefoglalva a fenti információkat, megjegyezzük, hogy a befúvó-elvezető szellőzés egy egyszerűen tervezhető, könnyen beszerezhető és szerelhető rendszer.

A szellőztetés a fűtési rendszerrel együtt lehetővé teszi a friss és meleg levegő egyensúlyának megteremtését a helyiségben.

Ön foglalkozott a nyaralójában a szellőztetés kialakításával? Vagy ismeri a lakásban a szellőzőrendszer tervezésének és telepítésének titkait? Kérjük, ossza meg tapasztalatait – hagyja megjegyzéseit ehhez a cikkhez.