Systemy wentylacji mechanicznej

• W wyniku działania wentylacji mechanicznej wymiana powietrza w

pomieszczeniu następuje na skutek działania wentylatorów lub,
rzadziej, ejektorów. Dzięki zastosowaniu mechanicznego środka
pobudzania ruchu powietrza (jakim jest wentylator lub ejektor)
można

wytworzyć

dużą

różnicę

ciśnienia

w

przewodach

rozprowadzających powietrze, niezależną od wszelkich wpływów
atmosferycznych. Różnica ta jest potrzebna do pokonania oporów
(strat ciśnienia) podczas procesu uzdatniania powietrza (odpylenie,
ogrzanie, chłodzenie, nawilżanie, osuszanie) i do transportowania go
siecią przewodów na znaczne odległości. Opory (straty ciśnienia) w
wentylacji mechanicznej znacznie przekraczają wartości ciśnienia
dyspozycyjnego wentylacji naturalnej.

• Dzięki wentylacji mechanicznej można skuteczniej oddziaływać na

temperaturę w pomieszczeniu, osiągać założony rozkład ciśnienia i
prędkości ruchu powietrza, usuwać większe ilości zanieczyszczeń itp.

• Biorąc pod uwagę sposób organizowania wymiany powietrza

wentylację mechaniczną dzieli się na ogólną i miejscową.

Systemy wentylacji mechanicznej

• Wentylacja ogólna obejmuje swym działaniem całe pomieszczenie, zapewniając

w nim równomierną wymianę powietrza.

• Wentylacja miejscowa przeciwdziała bezpośrednio zanieczyszczeniu powietrza

w pomieszczeniu - jej zadaniem jest doprowadzenie powietrza czystego lub

odprowadzenie powietrza zanieczyszczonego z określonego miejsca. Służą do

tego odciągi miejscowe, nawiewy miejscowe oraz zasłony powietrzne.

• Powietrze doprowadzone do pomieszczenia, po spełnieniu zadań asymilacyjnych,

już jako zużyte, musi być następnie usunięte poza pomieszczenie.

• Biorąc pod uwagę sposób dostarczania i usuwania powietrza z pomieszczeń

wentylowanych rozróżnia się 3 systemy wentylacji mechanicznej: nawiewną,

wywiewną i nawiewno-wywiewną.

• Wentylacja nawiewna polega na doprowadzeniu odpowiednio przygotowanego

powietrza do pomieszczenia i wytworzeniu w ten sposób nadciśnienia. Powietrze

zużyte uchodzi na zewnątrz lub do sąsiednich pomieszczeń przez nieszczelności,

specjalne otwory lub przewody wywiewnej wentylacji grawitacyjnej. Wentylację

nawiewną stosuje się rzadko, przeważnie w pomieszczeniach, które z racji swego

charakteru byłyby źródłem poważnego wychłodzenia budynku (np. przedsionki

teatrów, kin, pawilony wystawowe itp.).

Systemy wentylacji mechanicznej

• Wentylacja wywiewna polega na mechanicznym usuwaniu powietrza z

pomieszczenia. Dzięki wytworzonemu w ten sposób podciśnieniu powietrze
napływa do pomieszczenia, infiltrując przez nieszczelności lub specjalnie
wykonane otwory z zewnątrz lub z sąsiednich pomieszczeń. Wentylacja
wywiewna nadaje się do pomieszczeń o niewielkiej wymianie powietrza (budynki
mieszkalne, ustępy, szatnie, akumulatornie itp.).

• Typowym przykładem wentylacji mechanicznej wywiewnej jest również

wentylacja awaryjna, np. włączająca się w razie rozlania szybko parujących
substancji szkodliwych dla zdrowia człowieka, stosowana w niektórych
pomieszczeniach magazynowych. Awaryjna wentylacja wywiewna powinna
zapewnić co najmniej 10-krotną wymianę powietrza w pomieszczeniach
wentylowanych.

• Największe zastosowanie ma wentylacja nawiewno-wywiewna, będąca

połączeniem obydwu systemów poprzednio omówionych, za pomocą której
można dowolnie kształtować rozkład temperatury i prędkości ruchu powietrza w
pomieszczeniu. System ten stwarza możliwość utrzymywania nadciśnienia lub
podciśnienia w pomieszczeniu wentylowanym w zależności od doprowadzonej
objętości strumienia masy powietrza nawiewanego i wywiewanego.

Schemat instalacji wentylacji mechanicznej nawiewno-

wywiewnej

Elementy instalacji wentylacyjnych

Czerpnie

powietrza

•

Czerpnie powietrza dzielą się na terenowe, ścienne i dachowe. Czerpnie
umieszcza się w miejscach przewiewnych, zacienionych, najlepiej po
północnej lub wschodniej stronie budynku i - jeśli to możliwe - w sąsiedztwie
krzewów.

•

Usytuowanie czerpni ma decydujący wpływ na czystość powietrza
wprowadzanego do urządzenia wentylacyjnego. Odległość otworu czerpni od
ulic i dróg powinna wynosić co najmniej 6,0 m. Dolna krawędź otworu
czerpni wolno stojącej powinna być umieszczona min. 0,6 m nad
powierzchnią terenu, czerpni ściennej - min. 3,0 m nad powierzchnią terenu,
a czerpni dachowej - min. 0,6 m nad powierzchnią dachu. Pozioma odległość
otworu czerpni od otworu wyrzutni powietrza zanieczyszczonego oraz - jeśli
czerpnia jest umieszczona nad dachem - od rur dymowych i wywiewnych
kanalizacyjnych powinna wynosić co najmniej 12,0 m.

•

Czerpnie terenowe, wolno stojące wznosi się z cegły lub betonu. Czerpnie
ścienne są zazwyczaj murowane lub blaszane, a czerpnie dachowe -
murowane, betonowe lub blaszane.

•

Uzbrojenie otworów czerpni składa się z nieruchomych poziomych żaluzji
oraz siatki. Chronią one otwór czerpny przed opadami atmosferycznymi oraz
zanieczyszczeniami mechanicznymi.

•

Czerpnia powietrza jest połączona z maszynownią wentylacyjną za
pośrednictwem kanału czerpnego. W czerpni terenowej kanał wykonuje się z
cegły lub płyt betonowych, otynkowanych. W czerpniach ściennych i
dachowych kanał może być murowany otynkowany lub z blachy stalowej.

Czerpnia powietrza terenowa, wolno stojąca

Uzbrojenie otworu czerpni ściennej

 

Wyrzutnie powietrza

• Wyrzutnie powietrza (dachowe, terenowe lub ścienne) powinny

usuwać do atmosfery zużyte powietrze w sposób jak najmniej
uciążliwy dla otoczenia, toteż najwłaściwsze jest montowanie ich
możliwie wysoko - na dachu. Odległości dolnej krawędzi otworu
wyrzutni powietrza od powierzchni terenu lub dachu należy
przyjmować jak dla czerpni powietrza. Wyrzutnie terenowe i
ścienne mają konstrukcje podobne do czerpni powietrza.

• Wyrzutnie dachowe to konstrukcje murowane, betonowe, lub

blaszane ustawia się na podstawach dachowych. Wyrzutnia
powietrza jest połączona z wentylatorem wywiewnym kanałem
murowanym (z płyt betonowych) otynkowanym lub przewodem
blaszanym.

Wyrzutnia powietrza

Urządzenia do oczyszczania powietrza

• W instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych powietrze oczyszcza

się przed wprowadzeniem do pomieszczenia, natomiast w instalacjach
odciągów miejscowych - przed usunięciem do atmosfery. Pierwsze z tych
urządzeń nazywa się filtrem powietrza, drugie - urządzeniem
odpylającym, aczkolwiek nie ma wyraźnej różnicy między nimi.

• W instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych filtry powietrza

umieszcza się na początku układu, przed innymi elementami
wyposażenia, by zapobiec zanieczyszczeniu tych elementów pyłem.

• Do coraz rzadziej spotykanych filtrów należą filtry olejowe działkowe.

Ich podstawowym elementem jest działka w kształcie skrzyni. Filtrujące
wypełnienie działki to ułożone krzyżowo warstwy siatki ciągnionej, luźno
nasypane porcelanowe pierścienie Raschiga albo wióry metalowe
zwilżone wolno schnącym i bezwonnym olejem wrzecionowym. W
zależności od wielkości instalacji i wolnego miejsca, działki filtracyjne
mogą być ustawione pionowo w formie ściany lub ukośnie w specjalnych
prowadnicach .

• Aby oczyścić działki filtracyjne trzeba je wyjąć z obudowy, wymyć w

roztworze ługu sodowego, a następnie wypłukać w oleju wrzecionowym.

Urządzenia do oczyszczania powietrza

• Podobną konstrukcję mają filtry działkowe włókninowe. Warstwą filtracyjną

jest w nich syntetyczna włóknina osłonięta po obu stronach cienką siatką lub
gęsto perforowaną blachą. Filtry te są lekkie i dają się łatwo regenerować przez
trzepanie i przemywanie.

• Do bardziej dokładnego oczyszczania nawiewanego powietrza stosuje się filtry

ligninowe. Montuje się je często bezpośrednio przed nawiewnikami. Elementem
filtrującym są maty złożone z 6-10 warstw ligniny obszytych gazą lub inną
tkaniną. Działka filtru jest obudowana ściankami z blachy stalowej ocynkowanej.
Wewnątrz znajduje się siatka przyspawana do ścianek, na której układa się maty
filtracyjne.

• Do odpylania powietrza, ze względu na stosunkowo prostą konstrukcję, szerokie

zastosowanie znalazły cyklony. W tego typu odpylaczach wytrącanie pyłów z
powietrza następuje wskutek działania sił odśrodkowych i ciężkości. Cyklony,
zależnie od wykonania, mogą pracować tak w części nadciśnieniowej, jak i
podciśnieniowej sieci przewodów (za i przed wentylatorem).

• Zupełnie innym rodzajem odpylaczy są filtry (odpylacze) elektrostatyczne. Zasada

ich działania polega na wykorzystaniu zjawiska przyciągania zjonizowanych
cząstek pyłu przez elektrody będące pod napięciem. Odpylacze elektrostatyczne
odznaczają się wysoką sprawnością oczyszczania powietrza. W odniesieniu do
powietrza atmosferycznego ich sprawność oczyszczania wynosi 99%. 

Działka filtracyjna z pierścieniami Raschiga

Pionowe ustawienie działek filtracyjnych

Nagrzewnice powietrza

• Do ogrzewania powietrza w urządzeniach wentylacyjnych i

klimatyzacyjnych stosuje się najczęściej

 nagrzewnice wodne,
 elektryczne
 lub parowe.

 

Wentylatory

• Wentylatory mają za zadanie przetłaczanie powietrza i

wytwarzanie różnicy ciśnienia niezbędnej do pokonania oporów
przepływu powietrza przez instalację. Wartość ciśnienia
całkowitego wytwarzanego przez wentylator (spiętrzenie
wentylatora) jest równoznaczne z energią, którą wentylator
przekazuje powietrzu, odniesioną do l m

3

powietrza. Ciśnienie

całkowite przepływającego powietrza składa się z ciśnienia
statycznego i dynamicznego.

• Ciśnieniem statycznym - p

st

nazywa się ciśnienie powietrza na

wewnętrzne ściany przewodu prostego. Ciśnienie to wskazywałby
przyrząd pomiarowy (manometr) poruszający się z powietrzem w
jednym kierunku i z tą samą prędkością co powietrze.

• Ciśnienie dynamiczne - p

d

jest to ciśnienie niezbędne do

przyspieszenia powietrza ze stanu spoczynku do danej prędkości,
obliczane wg wzoru

v - prędkość przepływu powietrza [m/s],
 - gęstość powietrza [kg/m

3

].

Wentylatory

• W najbardziej ogólnym przypadku wentylator może być połączony

z przewodem ssawnym, przez który zasysa powietrze z atmosfery
i tłocznym, przez który tłoczy je do atmosfery. W króćcu ssawnym
takiego wentylatora panuje podciśnienie w stosunku do ciśnienia
atmosferycznego; ciśnienie statyczne ma wartość ujemną, a
dynamiczne - dodatnią. W króćcu tłocznym panuje nadciśnienie;
ciśnienie statyczne i dynamiczne mają wartości dodatnie

.

Wentylatory

• Długość odcinka ssawnego wynosi l

s

, a pole jego przekroju

poprzecznego A

s

. Na odcinku rurociągu tłocznego wielkości te

wynoszą odpowiednio l

t

i A

r

Dolna linia pozioma p = 0 odpowiada

próżni absolutnej. Ciśnienie atmosferyczne oznaczono p

b

. Całkowite

spiętrzenie wentylatora - będące przyrostem ciśnienia całkowitego

czynnika w wentylatorze - wyniesie, zgodnie z omawianym rysunkiem,

• p

c

= p

ct

– p

cs

= p

c

’ + p

c

” [Pa] )

• gdzie oznaczono:
• p

ct

- ciśnienie całkowite na króćcu tłocznym wentylatora [Pa],

• p

cs

- ciśnienie całkowite w króćcu ssawnym wentylatora [Pa],

• p

c

’ - podciśnienie całkowite w króćcu ssawnym [Pa],

• p

c

” - nadciśnienie całkowite w króćcu tłocznym [Pa].

• Wartości podciśnienia całkowitego w króćcu ssawnym p'

c

oraz

nadciśnienia całkowitego w króćcu tłocznym p

c

" równe są

odpowiednio stratom przeływu w przewodach na ssaniu i tłoczeniu.

Wentylatory

• Drugim, oprócz spiętrzenia całkowitego, podstawowym parametrem pracy

wentylatora jest jego wydajność V(strumień objętości). Jest to objętość

powietrza o określonych wartościach ciśnienia, temperatury i wilgotności

względnej, które przepływa w jednostce czasu przez płaszczyznę wlotu

wentylatora.

• Inne wielkości charakteryzujące pracę wentylatora to:
• •      moc silnika - N

W

,

• •      sprawność całkowita - ,
• •      prędkość obrotowa wirnika wentylatora - n.
• Za kryteria klasyfikacji wentylatorów można przyjąć wartości:
• •      spiętrzenia wentylatora,
• •      wydajności,
• •      prędkość obrotową wirnika,
• •      hałaśliwość pracy,
• •      dopuszczalne wartości temperatury i stopnia zanieczyszczenia powietrza,
• •      stopień odporności na działanie agresywnych substancji.
• W zależności od głównego kierunku przepływu nośnika przez wirnik,

wentylatory dzieli się na promieniowe i osiowe.

Wentylatory

• W wentylatorach promieniowych powietrze jest zasysane

równolegle do osi obrotu wirnika i tłoczone w kierunku
promieniowym, a zatem prostopadle do osi obrotu. Gdy wirnik
obraca się, wówczas na skutek działania łopatek, powietrze
przepływa od środka wentylatora na zewnątrz przez kanały
międzyłopatkowe. U wylotu do wirnika powstaje podciśnienie. Z
wirnika powietrze wpływa do spiralnego kanału zbiorczego.
Następuje tutaj zamiana energii kinetycznej na energię ciśnienia
(potencjalną). Następnie powietrze kierowane jest do otworu
wylotowego. Otwór wlotowy wentylatora jest okrągły, a wylotowy
prostokątny lub kwadratowy.

Charakterystyka wentylatora promieniowego FK-20

Wentylatory

• Podczas

pracy

wentylatorów

promieniowych

powstaje

niepożądany hałas. Najgłośniejsze są wentylatory z łopatkami
wygiętymi do przodu, najcichsze z łopatkami wygiętymi do tyłu.
Hałas wentylatora wzmaga się wraz ze zwiększeniem prędkości
obrotowej wirnika. Jeżeli wymagana jest bardzo cicha praca
wentylatora, to wewnętrzne powierzchnie obudowy wykłada się
materiałem dźwiękochłonnym (np. filcem); ponadto stosuje się
łożyska ślizgowe.

• Wentylator osiowy składa się z obudowanego wirnika

wyposażonego w 2 -12 łopatek, osadzonego bezpośrednio na
wale silnika. Przed i za wirnikiem znajdują się owiewki. W
niektórych typach wentylatorów osiowych stosowane są
kierownice o specjalnej konstrukcji, co umożliwia uzyskanie
osiowego przepływu powietrza i częściowej zamiany energii
kinetycznej na energię ciśnienia (potencjalną).

Wentylator osiowy

Wentylator osiowy

• Oprócz najczęściej stosowanego napędu bezpośredniego,

wirnik wentylatorów osiowych może być napędzany za
pomocą przekładni pasowej lub sprzęgła.

• Wentylatory osiowe montuje się na wspornikach w oknach,

ścianach, przy słupach; mogą również współpracować z siecią
przewodów. Zajmują one mniej miejsca w porównaniu z
promieniowymi, ich konstrukcja jest lżejsza, a pobierana moc
mniej zależy od zmiany wydajności.

• Wadami wentylatorów osiowych są małe wartości

wytwarzanego ciśnienia, mała różnorodność parametrów
pracy związana ze stosowaniem przeważnie bezpośredniego
napędu, bardzo duża głośność.

Charakterystyki wentylatorów

Właściwości wentylatora oraz jego przydatność do pracy w określonych

warunkach ocenia się na podstawie charakterystyk.

Charakterystyki wentylatorów to graficzne przedstawienie zależności

całkowitego (czasami statycznego) ciśnienia, poboru mocy i sprawności

od wydajności przy stałej prędkości obrotowej wirnika i normalnej

gęstości powietrza (

n

= 1,2 kg/m

3

).

Działanie wentylatora można przedstawić za pomocą następujących

krzywych:

• charakterystyka ciśnienia całkowitego (całkowitego spiętrzenia) p = f

1

/

(V),

• charakterystyka ciśnienia statycznego p

s

= f

2

(V)

• charakterystyka mocy N = f

3

(V),

• charakterystyka sprawności  = f

4

( V).

• Charakterystyka ciśnienia wentylatora promieniowego z łopatkami

zagiętymi do przodu ma przebieg siodłowaty, a jego charakterystyka

mocy jest prawie prostoliniowa (rys.a)

.

Charakterystyki wentylatorów

Charakterystyki wentylatorów

• W wentylatorach promieniowych z łopatkami zagiętymi do

tyłu (rys. b) wzrost wydajności nie powoduje tak znacznego
przeciążenia silnika.

• Charakterystyka ciśnienia całkowitego wentylatora osiowego

(rys. c) ma przebieg jeszcze bardziej siodłowaty niż
charakterystyka wentylatora promieniowego z łopatkami
zagiętymi do przodu, a w zakresie wydajności większych od
nominalnych - bardziej spadzisty niż charakterystyka
ciśnienia wentylatora promieniowego z łopatkami zagiętymi
do tyłu.

• Jeśli wydajności są większe od nominalnej, to

zapotrzebowanie na moc dostarczaną do wentylatora
osiowego maleje, a jeśli mniejsze - to zwiększa się.

Współpraca wentylatorów

• Czasami w sieci przewodów wentylacyjnych montuje się 2 wentylatory lub

więcej. Zespołowa praca wentylatorów może być równoległa lub
szeregowa.

• Współpraca równoległa to sposób na uzyskanie większej wydajności.

Stosuje się ją m.in., gdy w katalogu nie występuje wentylator o odpowiednio
dużej wydajności lub gdy chodzi o zapewnienie pewnej rezerwy w razie
awarii któregoś z wentylatorów. Jeżeli do tej samej sieci przewodów
przyłączone

zostaną

równolegle

2 wentylatory

o

takiej samej

charakterystyce, wówczas zwiększy się zarówno strumień objętości
przetłaczanego powietrza, jak i ciśnienie całkowite. Wydajność powietrza
nie zwiększy się jednak 2-krotnie, ponieważ opór sieci rośnie również w
miarę wzrostu strumienia objętości przepływającego powietrza.

• Współpracę szeregową wentylatorów stosuje się m.in. wówczas, gdy

spiętrzenie pojedynczego wentylatora jest niewystarczające do pokonania
oporów przepływu powietrza w przewodach. Następuje wtedy wzrost
wytwarzanego spiętrzenia ciśnienia, natomiast strumień objętości powietrza
przepływającego przez sieć nie ulega znacznej zmianie.

• Prawidłową ocenę zespołowej pracy wentylatorów dokonuje się wykreślając

wypadkową charakterystykę ciśnienia współpracujących wentylatorów i
nakładając na nią charakterystykę sieci.

Nawiewniki i wywiewniki

• Nawiewnikami nazywa się obudowane wyloty powietrza, a

wywiewnikami - wloty.

• Rozróżnia się kilka typów wlotów i wylotów powietrza, zależnie od

miejsca ich usytuowania, możliwości formowania i kierowania
strumienia

powietrznego

oraz

strumienia

objętości

przepływającego powietrza.

• Często stosowanym rodzajem wylotów powietrza są nawiewniki

ścienne. Przykładowo na rys. pokazano nawiewnik typu N/I
wyposażony w pojedyncze łopatki pionowe, za pomocą którego
uzyskuje się największe możliwe boczne rozproszenie strumienia
powietrza.

Nawiewnik typu N/I

Nawiewniki i wywiewniki

• Wyposażenie nawiewnika w 2 rzędy łopatek - poziome i

pionowe (zewnętrzne) - pozwala na zastosowanie go do

nawiewania chłodnego powietrza. Pionowe łopatki służą do

regulacji kąta rozszerzenia strumienia, a więc i jego zasięgu,

zaś łopatki poziome (wewnętrzne) - do regulacji odchylenia osi

strumienia w płaszczyźnie pionowej. Nawiewniki ścienne

często

są

dodatkowo

wyposażone

w

przepustnice

wielopłaszczyznowe lub nasady kierunkowe.

• Do

doprowadzania

powietrza

używa

się

również

nawiewników sufitowych. Spośród wielu ich rodzajów często

stosuje się anemostaty. Mogą one mieć kształt kołowy lub

kwadratowy. Na rysunku przedstawiono anemostat okrągły

typu OKr. Można w nim zmieniać wielkość szczeliny między

talerzem (deflektorem) i korpusem nawiewnika, regulując w

ten sposób natężenie i kierunek wypływu powietrza.

Anemostat okrągły typu OKr

Obudowy wlotów powietrza, tj. wywiewniki,
mają znacznie prostszą konstrukcję,
gdyż nie służą do formowania strumienia powietrza.
Często stosowane są wywiewniki ścienne –
kratki wentylacyjne, składające się z ramki i
siatki, które nie są wyposażone w łopatki kierujące.

Wywiewnik

Przewody wentylacyjne

•

Przewody w instalacjach wentylacyjnych wykonuje się najczęściej z blachy stalowej
czarnej i blachy stalowej ocynkowanej. Należy unikać stosowania przewodów
murowanych z cegły ze względu na dużą chropowatość i nieszczelność ścianek.
Stosowanie kanałów murowanych powinno być ograniczone do połączenia urządzenia z
czerpnią i wyrzutnią.

•

Przewody wentylacyjne mogą mieć przekrój poprzeczny kołowy lub prostokątny.
Przewody kołowe stawiają mniejszy opór przepływającemu przez nie powietrzu, zużycie
materiału na ich wykonanie jest mniejsze, są również sztywniejsze niż przewody
prostokątne. Przewody prostokątne są nieco trudniej sze w montażu (np. łączenie,
ocieplenie), ale łatwiej można umieścić je w pomieszczeniu w porównaniu z przewodami
kołowymi. Pośrednią formę stanowią przewody kołowe spłaszczone, łączące w sobie
cechy przewodów kołowych i prostokątnych.

•

W zależności od kształtu przekroju poprzecznego oraz konstrukcji rozróżnia się 5 typów
przewodów blaszanych:

•

•      A/I

- o przekroju prostokątnym wykonywane na zakładkę,

•

•      A/II - o przekroju prostokątnym spawane,

•

•      B/I

- o przekroju kołowym wykonywane na zakładkę,

•

•      B/II - o przekroju kołowym spawane,

•

•      S (Spiro) - o przekroju kołowym zwijane spiralnie z taśmy stalowej.

•

Przewody wentylacyjne typu A/I, B/I i S są przeznaczone do instalacji wentylacyjnych i
klimatyzacyjnych, przewody typu A/II - do instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych
pracujących w atmosferze agresywnej, a przewody typu B/II - do instalacji odpylających i
transportu niskiego ciśnienia oraz instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych
pracujących w atmosferze agresywnej.

Przewody wentylacyjne

• Rozróżnia się następujące zasadnicze elementy przewodów wentylacyjnych:
• •      prostki o danej średnicy lub wymiarach przekroju poprzecznego oraz

długości,

• •      dyfuzory osiowe lub skośne (zwężki) - przejścia z przekroju kołowego na

kołowy, kołowego na prostokątny, prostokątnego na prostokątny, o danych 2
średnicach lub wymiarach przekrojów oraz długości elementu,

• •      łuki o danej średnicy lub wymiarach przekroju poprzecznego,

promieniu krzywizny, kącie zmiany kierunku i ewentualnie liczbie
segmentów,

• •      odsadzki - połączenia 2 półłuków,
• •      trójniki o danych średnicach lub wymiarach przekrojów poprzecznych

przewodu głównego, przelotu i odgałęzienia, o danej długości korpusu, oraz
kącie zbieżności ścianek korpusu i kącie odgałęzienia.

• Poszczególne elementy przewodów wentylacyjnych łączy się ze sobą najczęś

ciej za pomocą kołnierzy, które mogą być luźne lub stałe (najczęściej przy-
spawane do ścianek przewodu). Między kołnierzami umieszcza się podkładki
uszczelniające z tektury, azbestu, filcu technicznego lub gumy.

Przewody wentylacyjne

• Przewody wentylacyjne mocuje się do konstrukcji budowlanej za pomocą

podwieszeń i podpór wykonywanych z płaskowników lub kątowników.
Przewody powinny być zamocowane i podwieszone w sposób trwały,
sztywny, z zapewnieniem dostępu do kołnierzy i śrub (wymagana
odległość przewodów od powierzchni konstrukcji budowlanych - 80 -100
mm).

Podwieszenia i podpory przewodów
wentylacyjnych: a-typA,b-typB

Przewody wentylacyjne

• W niektórych instalacjach wentylacyjnych montuje się w pobliżu

wentylatorów tłumiki hałasu.

• Do uzbrojenia przewodów wentylacyjnych zalicza się również

przepustnice i zasuwy, służące do regulacji strumienia objętości

powietrza przepływającego przez instalację.

• Przepustnice dzieli się na l-płaszczyznowe (typu obrotowego lub

wychylnego) i wielopłaszczyznowe (w układzie współbieżnym lub

przeciwbieżnym). Zasuwy mogą być proste lub skośne.

Przepustnice i zasuwy mogą być uruchamiane ręcznie lub

mechanicznie - za pośrednictwem układu dźwigni.

• Do stałej regulacji strumienia objętości powietrza przepływającego

przez odgałęzienie sieci przewodów służą kryzy. Kryzy montuje się

między kołnierzami odcinków przewodu, najlepiej w miejscu

połączenia

odnogi

trójnika

z

dalszą

częścią

przewodu

odgałęźnego. Kryzy wykonuje się z blachy o grubości co najmniej

0,75 mm. Mogą one mieć otwór kołowy lub prostokątny.

Tłumik akustyczny płytowy

Przepustnice wielopłaszczyznowe współbieżna typ B

Przepustnice wielopłaszczyznowe przeciwbieżna typA

Zasuwa prosta typ B

Zasuwa prosta typ B

Rozdział powietrza

• Projektując rozdział powietrza, należy brać pod uwagę

ewentualne naturalne ruchy powietrza w pomieszczeniu,

mogące zakłócić projektowane pola prędkości i temperatury:

 konwekcyjne ruchy powietrza przy silnych źródłach ciepła, przy

powierzchniach przegród zewnętrznych (szczególnie oknach),

 ruchy powietrza infiltrującego przez drzwi i okna,
 prądy powietrza wywołane ruchem wirujących części maszyn

itp.

• W każdym pomieszczeniu potrzeba innego rozwiązania

rozdziału powietrza wentylacyjnego.

• W zależności od wzajemnego usytuowania otworów

nawiewnych i wywiewnych rozróżnia się zasadniczo 3 sposoby

przepływu powietrza w pomieszczeniu, a mianowicie:

 z góry na dół,
 z dołu do góry,
 z góry do góry

Przepływy powietrza w pomieszczeniach:

a- z góry na dół, b-z dołu do góry, c-z góry do góry

Rozdział powietrza

• Najczęściej stosowanym kierunkiem jest przepływ z góry na dół (rys.

a). Uzyskuje się go, jeśli powietrze jest nawiewane do strefy górnej

pomieszczenia, a usuwane ze strefy dolnej. W pomieszczeniach tak

wentylowanych dopuszczalne są większe prędkości wypływu powietrza

z nawiewników i różnice temperatury miedzy powietrzem nawiewanym

a powietrzem w strefie przebywania ludzi.

• Przepływ powietrza z dołu do góry pomieszczenia (rys. b) uzyskuje

się, gdy nawiew powietrza odbywa się w strefie dolnej, a usuwanie

powietrza - w strefie górnej. Zapewnienie wymaganych warunków w

strefie przebywania ludzi jest związane z zaprojektowaniem

odpowiednio mniejszych prędkości nawiewu i mniejszych różnic

temperatury. Przepływ taki stosuje się przeważnie w ogrzewaniu

powietrznym niezbyt wysokich pomieszczeń.

• Przepływ powietrza z góry do góry pomieszczenia (rys. c) uzyskuje

się, gdy nawiew i wywiew zlokalizowane są w górnej strefie

pomieszczenia. Układ ten stosowany jest często w pomieszczeniach,

gdzie występują znaczne zyski ciepła i możliwość nawiewania

powietrza z dużą różnicą temperatury.

Rozdział powietrza

• Oprócz omówionych wyżej 3 podstawowych układów

przepływu powietrza w pomieszczeniu, stosuje się często
układy mieszane, w których część lub cała ilość powietrza
jest nawiewana lub usuwana ze strefy pośredniej (rys. 19).

• W budownictwie przemysłowym omówione wyżej sposoby

przepływu powietrza nie zawsze znajdują zastosowanie,
obowiązuje tam bowiem zasada, iż nawiew powietrza
powinien być skierowany do strefy najmniej zanieczyszczonej,
a wywiew - umieszczony w strefie o największej koncentracji
zanieczyszczeń. Zagadnieniami tymi zajmuje się szczegółowo
wentylacja przemysłowa.

Kierunki przepływu powietrza w pomieszczeniach użyteczności

publicznej:

a-sala wykładowa, b-hala sportowa, c- kina i teatry

Systemy klimatyzacji

• Urządzenia klimatyzacyjne są najbardziej kompletnymi, ale jednocześnie

kosztownymi instalacjami wentylacyjnymi, które w sposób automatyczny

przygotowują powietrze poprzez funkcje grzania, chłodzenia, nawilżania,

osuszania, oczyszczania. Coraz częściej stosuje się w nich bloki do odzysku

ciepła, a wszystko po to aby zmniejszyć zużycie energii.

• Urządzenia klimatyzacyjne dzielą się na komfortowe i przemysłowe. Komfortowe

urządzenia klimatyzacyjne powinny zapewnić uzyskanie sprzyjającego klimatu w

pomieszczeniu przeznaczonym dla przebywania w nim ludzi, który obejmuje

zakres temperatur od 20 do 27°C i wilgotności względne od 30 do 64%.

Natomiast przemysłowe urządzenia klimatyzacji powinny zapewniać niezmienny

stan powietrza, odpowiedni dla produkcji, czy też składowania produktów

różnych gałęzi przemysłu.

• Instalacje klimatyzacyjne przeżywają od kilku lat dość dynamiczny rozwój.

Instalację klimatyzacyjną definiuje Polska Norma PN-B-01411 „Wentylacja i

klimatyzacja. Terminologia" według, której instalacja klimatyzacji to instalacja

zapewniająca klimatyzację pomieszczeń przez wielofunkcyjne uzdatnianie

powietrza nawiewanego oraz jego rozdział w pomieszczeniu.

• System uzdatniania powietrza stał się już podstawowym elementem wyposażenia

nowoczesnego pomieszczenia. Różnorodność systemów oraz duży wybór

producentów urządzeń stwarza coraz szersze możliwości dobrego

zaprojektowania instalacji odpowiedzialnej za uzyskanie i utrzymanie zadanych

parametrów powietrza w pomieszczeniu. Zależnie od wielkości,

energooszczędnego punktu widzenia, a także wymagań ludzi i wykonania,

urządzenia klimatyzacyjne są wytwarzane wg różnych systemów.

Systemy klimatyzacji

• Systemy, w których urządzenia te pracują można podzielić ze

względu na uzdatnianie powietrza, transport energii czy
regulację.

Ze względu na to, gdzie odbywa się uzdatnianie powietrza do

celów klimatyzacji na:

• •        klimatyzację z centralnym uzdatnianiem powietrza,
• •       

klimatyzację

z

częściowo

zdecentralizowanym

uzdatnianiem powietrza,

• •        klimatyzację ze zdecentralizowanym uzdatnianiem

powietrza.

Instalacje klimatyzacyjne wysoko- i

niskoprędkościowe

•

W instalacjach niskoprędkościowych prędkość przepływu powietrza w

kanałach klimatyzacji bytowej wynosi max. 6m/s, natomiast w klimatyzacji

przemysłowej max. 10 m/s. Różnica temperatury między powietrzem w

pomieszczeniu i powietrzem nawiewanym w warunkach chłodzenia nie

powinna przekraczać 8-10 K.

•

Zastosowanie instalacji wysokoprędkościowych wzrasta, a powodem tego są

trudności w montażu przewodów o dużym przekrojach doprowadzające

powietrze do pomieszczeń. Wymagają one bowiem dużo miejsca, a nie

wszystkie obiekty budowlane mogą sobie pozwolić na zmniejszenie

powierzchni użytkowej dla celów prowadzenia instalacji. Wartości prędkości

powietrza w przemyśle kształtowały się jeszcze nie dawno na poziomie do

30m/s. Obecnie, biorąc pod uwagę wysokie koszty eksploatacyjne odchodzi

się od tak dużych wartości i najczęściej stosuje się prędkości do 15m/s.

•

Przy instalacjach tego rodzaju szczególnego znaczenia nabiera formowanie

dolotu powietrza do pomieszczenia, wszystko po to, aby uniknąć zjawiska

przeciągu. Osiąga się przy tym wysoki stopień indukcji (strumień powietrza

dolotowego indukuje powietrze z pomieszczenia, które się z nim miesza). Z

tego powodu dopuszcza się wyższe różnice temperatur sięgające od 10 do 12

K między powietrzem dolotowym i powietrzem w pomieszczeniu.

•

Instalacje wysokoprędkościowe są źródłem hałasu co niekorzystnie wpływa

na warunki panujące w pomieszczeniu. Zalecane jest więc stosowanie

tłumików dźwięków, które pozwalają na zmniejszenie uciążliwego hałasu.

Systemy klimatyzacji CAV, VAV i VRV

• System CAV (Constant Air Volume) jest to system, w którym powietrze

dostarczane jest do stref ze stałą wydajnością, lecz ze zmienną temperaturą
nawiewu. Gdy rośnie temperatura na zewnątrz, obniża się temperatura
powietrza dostarczanego do pomieszczeń. Regulację temperatury
nawiewanego powietrza najczęściej osiąga się poprzez sterowanie
wydajnością chłodnicy i nagrzewnicy w centrali klimatyzacyjnej oraz montaż
nagrzewnic strefowych. W celu zaoszczędzenia energii stosowana jest
recyrkulacja powietrza oraz odzysk ciepła. Ilość powietrza w systemie CAV
jest obliczona na odebranie maksymalnych zysków ciepła, zupełnie
niezależnie od tego, czy zapotrzebowanie na taką ilość powietrza w
poszczególnych pomieszczeniach występuje w tej samej chwili, czy nie. W
praktyce jednak okazuje się, że w skali całego budynku może pojawiać się
znaczne zróżnicowanie w czasie maksymalnych zysków ciepła qmax, w
poszczególnych pomieszczeniach. Zgodnie z powyższym można stwierdzić, iż
system ten nie należy do najbardziej oszczędnych.

Systemy klimatyzacji CAV, VAV i VRV

•

System VAV (Variable Air Volume) to system, w którym strumień powietrza

jest zmienny, a temperatura stała. Różne zapotrzebowania poszczególnych

stref na ciepło są wyrównywane przez zmianę natężenia przepływu powietrza

doprowadzanego. Gdy rośnie temperatura w pomieszczeniu, zwiększony

zostaje strumień doprowadzanego powietrza, a gdy temperatura maleje, jest

on zmniejszany. Podstawą koncepcji powstania tego rodzaju instalacji była

potrzeba ograniczenia zużycia energii z jednoczesnym zapewnieniem

optymalnych warunków komfortu w pomieszczeniach. Za stosowaniem

instalacji VAV przemawiają następujące argumenty:

•

•        indywidualna regulacja parametrów powietrza w pomieszczeniach,

•

•        brak konieczności prowadzenia w budynku instalacji wody lodowej,

•

•        zmniejszenie kosztów sieci przewodów,

•

•        niższe koszty urządzeń przygotowania powietrza,

•

•         mniejsze zużycie energii przez wentylatory,

•

•         bardzo łatwy proces uruchamiania i regulacji sieci,

•

•         możliwość ciągłego monitoringu wartości strumieni w poszczególnych

gałęziach sieci przewodów,

•

•         możliwość centralnego sterowania przepływem powietrza w instalacji,

•

•         elastyczność systemu - zdolność do dostosowywania do nowych potrzeb.

•

Jak każda instalacja, tak również i ta nie pozbawiona jest wad, do których

zaliczyć można rozbudowany układ automatyki, dużą ilość urządzeń

regulujących przepływ czy też np. konieczność stosowanie odpowiednich

urządzeń nawiewnych.

Systemy klimatyzacji CAV, VAV i VRV

System VRV (Varible Refrigerent Volume) jest to system ze
zmiennym przepływem czynnika chłodniczego, złożony z jednostki
zewnętrznej i kilkunastu wewnętrznych, czynnikiem chłodniczym w
obiegu jest freon doprowadzany dwoma lub trzema przewodami. W
systemie z dwoma przewodami wszystkie jednostki wewnętrzne
pracują jednocześnie w trybie grzania lub chłodzenia, w systemie z
trzema przewodami jednostki wewnętrzne mogą grzać lub chłodzić
niezależnie od siebie.
Celem stosowania takich systemów jest płynna regulacja mocy
chłodniczej poprzez zmianę strumienia czynnika chłodniczego w
obiegu. Wykorzystywane są różne sposoby rozwiązania takich
instalacji. Zwykle gdy są one tańsze i prostsze są bardziej
energochłonne, czyli droższe w eksploatacji. Urządzenia o
większych wymaganiach technologicznych są droższe w zakupie ale
znacznie tańsze w eksploatacji, mniej awaryjne i o dłuższym okresie
eksploatacyjnym.

Systemy klimatyzacji „multi"

• Stworzenie systemów klimatyzacji Split stanowiło podwaliny do

zrealizowania

następnego

w

dziedzinie

klimatyzacji

rozwiązania

technicznego jakim jest system „multi".

• System typu „split" jest to układ składający się z części zewnętrznej,

zawierającej sprężarkę oraz skraplacz, jednostki wewnętrznej zawierającej

parownik oraz układu przewodów. System „mulitsplit" jest rozwinięciem

tegoż systemu przez podłączenie do jednej jednostki zewnętrznej kilku

jednostek wewnętrznych. Systemy „multi" odgrywają istotną rolę w

ewolucji systemów klimatyzacji. Pozwalają bowiem budować system z wielu

jednostek zewnętrznych, łączyć je z wieloma jednostkami wewnętrznymi

oraz skutecznie zarządzać systemem automatycznej regulacji i sterowania.

Wykorzystując bardziej rozbudowany system przewodów umożliwiają

ponadto optymalne wykorzystanie obciążeń cieplnych poszczególnych

pomieszczeń efektywnie gospodarując energią układu.

• Złożone systemy „multi" pracują ze zmienną ilością czynnika chłodniczego

nazywane są systemami VRV - Variable Refrigerant Volume lub VRF -

Variable Refrigerant Flow. Podstawowym założeniem urządzeń jest

chłodzenie powietrza w pomieszczeniu. W tym rozwiązaniu wszystkie

jednostki wewnętrzne podłączone są do jednostki zewnętrznej jedną parą

przewodów freonowych.

• Zastosowanie pomp ciepła, a co za tym idzie odwrócenie obiegu

chłodniczego,

zaowocowało

możliwością

ogrzewania

powietrza

wewnętrznego. Oznacza to osiągnięcie możliwości przemiennie chłodzenia

lub ogrzewania powietrza we wszystkich obsługiwanych pomieszczeniach.

Literatura

• W.P. Jones „Klimatyzacja" - Wydanie polskie 2, Wyd. Arkady, Warszawa

2002.

• A. Borysiewicz, S. Calinski, L. Okulicz-Kozaryn, J. Zeniuk „Instalacje

wentylacyjne i klimatyzacyjne" - Wydanie l,Wyd. Arkady, Warszawa 1975.

• M. Malicki „Wentylacja i klimatyzacja" - Państwowe Wydawnictwo

Naukowe,Warszawa 1974.

• Hans-Jurgen Ullrich „Technika klimatyzacyjna" tł. R. Blaszewski - IPPU

MASTA,

• Gdańsk 2001.
• B. Gaziński, G. Krzyżaniak „Technika klimatyzacyjna dla praktyków" -

Wyd.Systherm, Poznań 2005.

• Czasopismo „Polski instalator" - wybrane artykuły.
• Czasopismo „Chłodnictwo i klimatyzacja" - wybrane artykuły.
• M. Rubik „Kurs klimatyzacji" - Wyd. Arkady, Warszawa 1979.
• Czasopismo „Murator" - wybrane artykuły.
• Recknagel, Sprenger, Honmann, Schramek „Ogrzewanie i klimatyzacja" tł.

T.Kopczyński, EWFE - Wydanie l, Gdańsk 1994.

• Czasopismo „BIT - Budowlany Informator Techniczny", wybrane artykuły.
• W.N. BOGOSŁAWSKI Procesy cieplne i wilgotnościowe w budynkach

Warszawa Arkady 1985

• J. FERENCOWICZ Wentylacja i klimatyzacja Warszawa Arkady 1964