Mechaniczne urządzenia wentylacyjne (normowanie temperatury powietrza w pomieszczeniu – w okresie zimowym i całorocznym) Wentylacja naturalna

Mechaniczne urządzenia wentylacyjne

(normowanie temperatury powietrza w pomieszczeniu – w okresie zimowym i całorocznym) Wentylacja naturalna

2

Schematyczny podział wentylacji ogólnej

Wentylacja naturalna

3

W wentylacji naturalnej wymiana powietrza wywołana jest działaniem wiatru i/lub sił grawitacji.

Obie przyczyny wywołują przepływ powietrza przez wszelkie otwory łączące pomieszczenie z otoczeniem.

Z wentylacją naturalną związane są następujące pojęcia:

-przewietrzanie - okresowe odświeżanie powietrza w pomieszczeniu polegające na otwieraniu okien lub innych otworów w przegrodach,

- infiltracja - przenikanie powietrza przez porowate materiały budowlane, nieszczelności oraz szczeliny wokół okien i drzwi, lub w oknach (specjalne okucia)

- eksfiltracja – j.w ale wypływ

- wentylacja grawitacyjna - gdzie stosuje się pionowe kanały wywiewne do usuwania powietrza.

Ruch powodowany jest różnicą gęstości powietrza wewnątrz i na zewnątrz budynku, - wentylacja grawitacyjna higrosterowana - proces wymiany powietrza uzależniony od poziomu wilgotności względnej wewnętrznej,

- aeracja - zorganizowana wymiana powietrza, które dopływa przez odpowiednie otwory rozmieszczone w zewnętrznych przegrodach budowlanych, uzyskiwana dzięki różnicy ciśnienia na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia; intensywność aeracji zależy od różnicy temperatury i siły wiatru.

Wentylacja naturalna stosowana w halach o dużych kubaturach - areacja 4

Przy otwartym oknie przy braku wiatru przez jego dolną część powietrze napływa do pomieszczenia, a przez górną wypływa.

Przy dużej różnicy temperatur (zima) może prowadzić to do odczucia przeciągu pomimo zamontowanego pod oknem grzejnika.

Latem intensywność wymiany powietrza przez okno zależy głównie od wiatru.

Przewietrzanie

Przy oknach zamontowanych po dwóch naprzeciwległych stronach pomieszczenia można przyjmować intensywność:

• Okna i drzwi zamknięte 0 – 0,2 h^-1

• Okna uchylone 0,3 – 3,0 h^-1

• Okna otwarte do połowy 2,0 – 10,0 h^-1

• Okna otwarte całkowicie 5,0 – 15,0 h^-1

• Okna i drzwi naprzeciwlegle otwarte do 50,0 h^-1

Jak widać nawet przy minimalnym uchyleniu okien wymagane normalnie w pomieszczeniach mieszkalnych 0,6 – 1 h^-1 bardzo

szybko może być przekroczone.

Okna z wywietrznikami 5

Wentylacja naturalna, czyli wymiana powietrza w pomieszczeniu wywołana czynnikami naturalnymi – wiatrem i różnicą temperatur w pomieszczeniu i na zewnątrz.

Intensywność tej wentylacji jest zależna od losowo zmieniających się warunków w otoczeniu oraz od usytuowania i rozwiązania szczegółów konstrukcyjnych budynku.

W związku z tym jest ona przypadkowa i praktycznie niekontrolowana.

Losowo zmienna intensywność przewietrzania pomieszczeń może skutkować, w połączeniu z zyskami ciepła i wilgoci, nadmiernym wzrostem temperatury i/lub wilgotności powietrza w okresie ciepłym oraz nadmiernym przeciągiem i wychłodzeniem pomieszczenia w okresie zimnym.

Przypadkowość skuteczności wentylacji można zmniejszyć, stosując rozwiązania zapewniające szczelność przegród, szczególnie okien i drzwi.

Jest to działanie korzystne z punktu widzenia oszczędności energii, lecz szkodliwe dla jakości mikroklimatu pomieszczenia oraz struktury budynku.

Zmniejszenie intensywności wymiany powietrza powoduje wzrost koncentracji rozmaitych zanieczyszczeń i pary wodnej w pomieszczeniach budynku, co może doprowadzić do kondensacji wilgoci w przegrodach zewnętrznych w zimnej porze roku.

6

Cechy charakterystyczne wentylacji naturalnej

Cechy charakterystyczne wentylacji naturalnej

Zmniejszenie nieszczelności przegród budowlanych kompensuje się innymi elementami.

Konstrukcja nawietrzaka podokiennego

Wentylacja naturalna nie bez powodu nazywa się

„grawitacyjną” możliwa jest dzięki różnicy gęstości powietrza na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia.

Naturalne procesy (różnica gęstości i wiatr) umożliwiają ruch powietrza (ciąg) od pomieszczenia, w którym jest wlotowa kratka wentylacyjna do wylotu kanału wentylacyjnego.

Powietrze usuwane z pomieszczenia przemieszcza się w budynku lub w kominie, ku górze ze względu na swoją mniejszą gęstość.

Gęstość powietrza obniża się wraz ze wzrostem temperatury (cieplejsze powietrze jest lżejsze).

Tak więc wentylacja naturalna będzie zachodzić przy korzystnym rozkładzie temperatur.

Powietrze przemieszcza się w kierunku od ciśnienia większego do mniejszego (zgodnie z gradientem).

8

Cechy charakterystyczne wentylacji naturalnej

Źródło ZUK Jacek Paluch

Samoczynną wymianę powietrza intensyfikują pionowe kanały wywiewne, w których przepływ powietrza wywołany jest przez naturalny ciąg.

Aby ten rodzaj wentylacji mógł działać, podobnie jak każdy inny, niezbędne jest umożliwienie napływu powietrza do pomieszczenia.

W tym przypadku również możemy mieć pewien wpływ na wielkość strumienia przepływającego powietrza.

9

Cechy charakterystyczne wentylacji naturalnej

Często jest to jedną z wad wentylacji naturalnej.

Intensywnie działa zazwyczaj w okresie zimnym i przejściowym, czyli jesienią, zimą i wiosną, zatem wtedy, gdy staramy się ochronić w ogrzewane pomieszczenia przed nieprzyjemnym wpływem środowiska zewnętrznego.

Intensywne wentylowanie pomieszczeń zimnym powietrzem, napływającym wprost z zewnątrz, jest zjawiskiem niezbyt mile widzianym, ponieważ obniża komfort w pomieszczeniu i powoduje konieczność dodatkowego ogrzewania.

Z kolei w okresie ciepłym, kiedy z powodu nadmiernych zysków ciepła chcielibyśmy intensywnie wentylować pomieszczenia, w których mieszkamy czy pracujemy, mechanizm powodujący wymianę powietrza zanika.

Wentylacja naturalna jest najintensywniejsza wówczas, gdy występują duże różnice temperatury powietrza pomiędzy pomieszczeniem i jego otoczeniem, przy jednoczesnym występowaniu silnych wiatrów.

10

Wentylacja grawitacyjna – podstawy zasad działania

Przepływ powietrza przez pomieszczenie spowodowany różnicą temperatury Jeżeli w pomieszczeniu zamkniętym znajduje się

powietrze o temperaturze t_w, wyższej od temperatury powietrza zewnętrznego t_z.

To rozkład ciśnień na przegrodzie zewnętrznej wyglądać będzie jak na rysunku.

Przy założeniu, że powietrze na zewnątrz i wewnątrz, na całej wysokości pomieszczenia, ma wyrównaną temperaturę i jest nieruchome. Można znaleźć takie miejsce w ścianach zewnętrznych na pewnej wysokości (płaszczyzna 0–0) że, gdy wykona się w tym miejscu niewielkie otwory, to w płaszczyźnie tych otworów będzie panowało wyrównanie ciśnienia wewnętrznego i zewnętrznego.

Natomiast w dowolnej płaszczyźnie, leżącej w odległości

‘h’ od płaszczyzny 0–0, będzie panowało wewnątrz, zgodnie z zasadami hydrostatyki, ciśnienie:

g h

p

p _w  _o    _w 

Od zewnątrz będzie panować ciśnienie:

g h

p

p _z  _o    _z 

gdzie: _w, _z – odpowiednio, gęstość

powietrza w pomieszczeniu i na zewnątrz, kg/m³

g - przyspieszenie ziemskie, m/s²

h – odległość (w pionie) od płaszczyzny

wyrównania ciśnień, m. ¹¹

Wentylacja grawitacyjna – podstawy zasad działania

Ciśnienia na zewnątrz i w pomieszczeniu zmieniają się liniowo w zależności od wysokości h.

Ponieważ:

1. Gęstość na zewnątrz _z jest większa od gęstości wewnątrz pomieszczenia _w.

2. Zmiana ciśnienia zewnętrznego jest szybsza (linia ciśnienia bardziej nachylona) niż zmiana ciśnienia wewnątrz.

To wskutek tego na przegrody oddzielające pomieszczenie od otoczenia będą działały różne ciśnienia z zewnątrz i od wewnątrz.

Różnicę tych ciśnień można obliczyć następująco:

Płaszczyznę 0–0 nazywamy płaszczyzną wyrównania ciśnień albo płaszczyzną ciśnień zerowych lub też płaszczyzną obojętną.

 _{z w} 

w

z p h g

p       

h – odległość (w pionie) od płaszczyzny wyrównania ciśnień, m.

12

Wentylacja grawitacyjna – podstawy zasad działania

Jeżeli powyżej i poniżej płaszczyzny wyrównania ciśnień, w ścianie zewnętrznej pomieszczenia będą istniały

otwory, to przez otwór położony powyżej tej płaszczyzny powietrze będzie wypływało na zewnątrz dzięki różnicy ciśnień p₁,

a przez otwór leżący poniżej (różnica ciśnień p₂) – powietrze będzie napływało do pomieszczenia.

u w p

w  ¹

2  



n z p

w  ²

2  



Strumień masy powietrza, przepływającego przez otwory o znanych powierzchniach A_u i A_n wyniesie:

s kg w

A

m _u   _u  _u  _u   _w , / m _n   _n  A _n  w _n   _z , kg / s

- współczynnik wypływu

Prędkość przepływu powietrza przez otwory można obliczyć z zależności:

W warunkach ustalonych musi zachodzić równość tych dwóch strumieni powietrza, czyli Wentylacja grawitacyjna – podstawy zasad działania

1. Zakładając, że otwory będą posiadały jednakowe uzbrojenie i kształt (równość współczynników wypływu , po odpowiednich przekształceniach otrzymamy zależność pozwalająca na obliczenie położenia płaszczyzny wyrównania ciśnień w zależności od powierzchni otworów nawiewnych i wywiewnych oraz temperatury (gęstości) powietrza w pomieszczeniu (_w) i na zewnątrz (_z):

w z u

n

A A h

h



 

 



 





 

2 2

1

2. Znając strumień powietrza m, jaki ma być usunięty (nawiany) do pomieszczenia, można obliczyć powierzchnie otworów wywiewnych (nawiewnych) wstawiając odpowiednie wartości P, i :



    

 p

A m

2

Powyższe zależności mogą służyć do obliczenia powierzchni otworów nawiewnych i wywiewnych (z uwzględnieniem kształtu i uzbrojenia otworów) w instalacjach bezkanałowych.

W praktyce zaleca się, by powierzchnia otworów leżących poniżej płaszczyzny ciśnień zerowych była o ok. 20% większa od powierzchni otworów leżących w górnej części pomieszczenia.

Nie są tu uwzględnione opory przepływu powietrza przez kanały wentylacji grawitacyjnej. Kanały te wykonywane są z cegły, kształtek ceramicznych, prefabrykatów żelbetowych i innych materiałów, zależnie od konstrukcji budynku. 14

Projektowanie systemu areacji budynku polega na zwymiarowaniu i właściwym umieszczeniu elementów systemu takich jak:

otwory nawiewne i wywiewne wraz z ich uzbrojeniem, kanały, przewody itp.

System areacji musi spełnić przede wszystkim trzy podstawowe wymagania:

1. Zapewnić wymaganą intensywność wentylowania w różnych warunkach zewnętrznych;

2. Umożliwić regulację lub tylko ograniczenie intensywności przepływu powietrza w czasie trwania niekorzystnych warunków atmosferycznych;

3. Zapobiegać wstecznym przepływom powietrza lub nadmiernemu usuwaniu powietrza przez kanały lub otwory wywiewne podczas silnych wiatrów.

Aby wiarygodnie określić rzeczywiste strumienie powietrza wentylacyjnego i porównać je z wymaganiami normy PN-83/B-03430 (Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania.) należy wykonać obliczenia hydrauliczne (opory w kanałach i otworach).

Powyższa norma określa również przy jakich założeniach należy dokonać obliczeń.

Mianowicie:

a) temperatura zewnętrzna 12°C,

b) temperatura w pomieszczeniu wg PN-82/B-02402 (Temperatury ogrzewanych pomieszczeń w budynkach),

c) regulowane otwory doprowadzające powietrze w położeniu otwartym, d) nie należy uwzględniać różnic ciśnień spowodowanych działaniem wiatru.

Areacja

Działanie wiatru na budynki.

Na budynek stojący na otwartej przestrzeni, ustawiony jedną ze ścian prostopadle do kierunku wiejącego wiatru napiera siła.

Wymiary budynku są znikome w stosunku do rozmiarów poruszającej się strugi powietrza.

Można przyjąć, że budynek stoi na dnie kanału, którego jedną ze ścian stanowi powierzchnia gruntu zaś ściany pozostałe są tak bardzo odległe od miejsca

powstawania zakłócenia przepływu, że wpływ tych zakłóceń jest niezauważalny.

16

Działanie wiatru na budynek powodujące nawiewanie do kanałów wentylacyjnych i odwracanie ciągu.

Wpływ wiatru na ciąg kominowy

Zaburzenia ciągu kominowego są często konsekwencją lokalnych warunków atmosferycznych, od których zależy przepływ powietrza wokół budynku.

Wiatr mimo, że jest czynnikiem sprzyjającym ciągowi kominowemu, w pewnych warunkach powoduje uporczywe zawiewanie do przewodów wentylacyjnych i spalinowych.

Siła i kierunek wiatru wpływają na każdy budynek w inny sposób. Z powodu niezwykłej złożoności zjawisk aerodynamicznych precyzyjne określenie przyczyny zaburzeń jest często niemożliwe.

Otwarty wylot komina (bez nasady kominowej) jest wobec takich zjawisk bezbronny.

Silny wiatr, zwłaszcza tak zwany opadający, powoduje zamknięcie wylotu komina i zanik ciągu kominowego.

Zjawisko takie występuje szczególnie często w rejonach podgórskich i nadmorskich. Wiatrem opadającym (fenowym) jest na przykład halny w Tatrach. Niekorzystne działanie wiatrów może także występować w innych rejonach. Bryła budynku, ukształtowanie terenu, sąsiedztwo wysokich drzew lub innych obiektów czy rozwiązania urbanistyczne także mogą powodować lokalne przeciągi i silne zawirowania powietrza przez co zakłócają siłę ciągu kominowego.

Odwrócenie ciągu

Odwrócenie ciągu może być bardzo niebezpieczne, ponieważ może dojść do zasysania spalin wydostających się z przewodów spalinowych oraz dymowych i wtłaczania ich do budynku.

Ponadto niewłaściwie działająca wentylacja nie odprowadza gazów (produktów spalania), które mogą się wydostawać z wadliwie działających urządzeń grzewczych.

Najniebezpieczniejszym z nich jest tlenek węgla trudny do wykrycia z racji tego, że jest bezwonny i powodujący bardzo groźne zatrucia, nawet śmiertelne.

Niekiedy osłabienie ciągu kominowego jest konsekwencją błędów projektowych lub wykonawczych.

Niewłaściwa konstrukcja komina

• zbyt krótkie przewody wentylacyjne,

• za mały przekrój przewodów,

• brak ocieplenia przewodów kominowych,

• nieprawidłowe wyprowadzenie komina ponad dach.

Niedomagania te (z wyjątkiem naturalnych zaburzeń wywołanych samą naturą wentylacji grawitacyjnej) nie powinny się zdarzać w dobrze zaprojektowanych i wykonanych domach.

21

•Prawidłowe usytuowanie przewodów wentylacyjnych zgodnie z PN-89/B-10425 Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegły - Wymagania techniczne i badania przy odbiorze.

Jeżeli kąt nachylenia połaci dachowej jest nie większy niż 12 stopni wymiar B winien wynosić min.

0,6m.

Przy dachach o kącie nachylenia powyżej 12 stopni i:

-pokryciu łatwo palnym wymiar B winien wynosić min. 0,6 m,

-pokryciu niepalnym lub trudno palnym wymiar B winien wynosić min. 0,3 m a wymiar A min. 1,0 m.

Elementy wentylacji grawitacyjnej - kanały Aby wentylacja działała poprawnie powinny być spełnione warunki:

1. Minimalny przekrój kanałów murowanych 14x14 cm. Średnica kanałów ceramicznych 150 mm.

2. Wysokość minimalna kanału 4,0 m

3. Kanały należy prowadzić w wewnętrznych ciepłych przegrodach.

4. W przypadku prowadzenia w przegrodach zewnętrznych, na zewnątrz lub przez pomieszczenia zimne kanały powinny być ocieplone U<0,5 W/m²K

5. Wyprowadzenie ponad dach powinno być zgodnie z wymaganiami normy PN-89/B-10425.

6. Kratki wentylacyjne powinny mieć przekrój poprzeczny większy od przekroju kanału 1,5 – 2,0 razy.

§ 140.

5. Przewody kominowe do wentylacji grawitacyjnej powinny mieć powierzchnię przekroju co najmniej 0,016 m² oraz najmniejszy wymiar przekroju co najmniej 0,1 m.

§ 141. Zabrania się stosowania:

1) grawitacyjnych zbiorczych przewodów spalinowych i dymowych, z zastrzeżeniem § 174 ust. 3, 2) zbiorczych przewodów wentylacji grawitacyjnej,

3) indywidualnych wentylatorów wyciągowych w pomieszczeniach, w których znajdują się wloty do przewodów spalinowych.

§ 174 3. Dopuszcza się stosowanie zbiorczych przewodów systemów powietrzno-spalinowych przystosowanych do pracy z urządzeniami z zamkniętą komorą spalania, wyposażonymi w zabezpieczenia przed zanikiem ciągu kominowego.

23

Elementy wentylacji grawitacyjnej – zakończenia kanału

Nasada kalenicowa STF

Nasady dachowe mogą być murowane lub jako gotowe elementy.

Nasada dachowa to fragment wystającego ponad połać dachu systemu kominowego.

Nasady stosuje się wyłącznie do budowy nowych systemów kominowych (wentylacyjnych spalinowych i dymowych) w niskiej zabudowie.

Nasada ROTOWENT (samonastawna)

Nasada typu STRAŻAK (samonastawne)

Daszki lub nasady kominowe, które montuje się na szczycie przewodów wentylacyjnych i spalinowych służą kilku celom:

-najprostszy to ochrona przewodu kominowego przed deszczem - do tego służą daszki.

-ochrona przed zawiewaniem oraz wspomaganie ciągu kominowego, gdy jest on za

słaby -nasady kominowe. ²⁴

Daszki i nasady kominowe

Elementy wentylacji grawitacyjnej – zakończenia kanału

Wywietrzaki stałe

Cylindryczny Poziomy

Typ H

Wywietrzak -element powodujący wypływ powietrza z pomieszczenia na zasadzie wykorzystania energii kinetycznej powietrza zewnętrznego.

25

Elementy wentylacji grawitacyjnej – zakończenia kanału

Wywietrzaki ruchome (obrotowe)

26

27

Aneksy kuchenne powinny być wyposażone w dwa kanały wywiewne:

1.dla okapu

2.dla wentylacji ogólnej.

Dla krótkich kanałów pionowych (wyższe kondygnacje) kanał zakończony wywietrzakiem.

Wywietrzak zabezpiecza przed „cofką” przy niekorzystnym wietrze.

Na wyrzutniach otwory przelotowe. Również zabezpieczenie przed „cofką”.

Należy nie zapomnieć o wentylacji klatki schodowej – 0,2 m².

Otwór wylotowy nie powinien być zbyt duży aby nie wytworzył się zbyt intensywny ciąg kominowy.

Elementy wentylacji grawitacyjnej – kratki nawiewne i wywiewne

System wentylacji kontroluje i uruchamia się w zależności od indywidualnych potrzeb każdego pomieszczenia, w zależności od liczby przebywających w pomieszczeniu osób.

W zależności od rodzaju zanieczyszczenia i potrzeb, strumień powietrza może być dostosowany do poziomu wilgotności względnej, uruchamiany ręcznie, lub przy pomocy czujnika ruchu bądź obecności.

System wentylacji higrosterowanej zajmuje specjalne miejsce pośród systemów sterowanych potrzebami w pomieszczeniu.

W systemie higrosterowanym nawiewniki i kratki zlokalizowane są w pomieszczeniach, w których para wodna jest znacznikiem zanieczyszczenia powietrza.

Można przyjąć, że para wodna jest wskaźnikiem stopnia zanieczyszczenia wielu pomieszczeń w mieszkaniach.

Stopień otwarcia elementów uzależniony jest od poziomu wilgotności względnej wewnątrz pomieszczeń.

System wentylacji (higrosterowanej)

29

Dokładny i niezawodny czujnik

Najważniejszym elementem produktów higrosterowanych jest czujnik, który wykorzystuje znaną właściwość fizyczną materiałów:

zwiększenie długości włókien pod wpływem wzrostu wilgotności i zmniejszenie pod wpływem spadku wilgotności.

Zgodnie z tą zasadą, 8 poliamidowych wiązek czujnika powoduje otwarcie jednej lub więcej przepustnic, dzięki czemu ilość przepływającego powietrza uzależniona jest od poziomu wilgotności względnej w pomieszczeniu.

Im większa wilgotność, tym większe otwarcie przepustnic.

Czujnik nie styka się z powietrzem zewnętrznym; mierzy jedynie poziom wilgotności w powietrzu wewnętrznym.

Elementy wentylacji grawitacyjnej – kratki nawiewne i wywiewne

System wentylacji higrosterowanej

Elementy wentylacji grawitacyjnej – kratki nawiewne i wywiewne

Kratka wyciągowa higrosterowana (opcjonalnie z czujnikiem ruchu), zapewnia dostosowanie ilości usuwanego powietrza do potrzeb oraz zapewnia oszczędności energetyczne. Szeroka gama typów pozwala dobrać odpowiedni produkt w każdych okolicznościach.

31

Elementy wentylacji grawitacyjnej – wentylacja hybrydowa

Wentylacja hybrydowa to system wentylowania pomieszczeń pracujący w zależności od warunków zewnętrznych, jako wentylacja grawitacyjna lub mechaniczna.

System wykorzystuje siły naturalne charakterystyczne dla wentylacji

grawitacyjnej, jednak, gdy podciśnienie uzyskane w sposób grawitacyjny jest zbyt małe, aby skutecznie usuwać powietrze z pomieszczeń - układ sterujący automatycznie załącza niskociśnieniową nasadę kominową.

Taki tryb pracy zapewnia odpowiednią jakość powietrza wewnętrznego, przy małym zużyciu energii elektrycznej.

Niskociśnieniowa nasada kominowa jest urządzeniem umożliwiającym usunięcie do 200 m³/h powietrza przy podciśnieniu 10 Pa. Wartości te

pozwalają na skuteczne wentylowanie kilku pomieszczeń. Parametry nasady sprawiają, że uzyskane wielkości podciśnienia oraz prędkości przepływu powietrza, są charakterystyczne dla wentylacji naturalnej. Dzięki temu układ pracuje bardzo cicho.

Specjalna konstrukcja korpusu oraz kształtu łopatek nasady zapewnia minimalne opory przepływu. Dzięki temu, w przypadku awarii nasady możliwe jest wentylowanie pomieszczeń w sposób grawitacyjny.

Założenie niskich kosztów eksploatacji wymusiło instalację silniczka o bardzo małej mocy.

Doskonały efekt przynosi zastosowanie nasady kominowej z elementami wentylacji higrosterowanej (nawiewniki, kratki), co pozwala skutecznie wentylować pomieszczenia, dostosowując ilość powietrza do aktualnych potrzeb.

33

Mechaniczne urządzenia wentylacyjne

(normowanie temperatury powietrza w pomieszczeniu – w okresie

zimowym i całorocznym)

Urządzenia wentylacyjne podzielić można na trzy zasadnicze grupy (pod względem uzdatniania powietrza):

1. Urządzenia bez wymienników ciepła – tylko wymiana powietrza w pomieszczeniu.

2. Urządzenie z normowaniem temperatury pomieszczenia w okresie zimowym (z nagrzewnicą).

3. Urządzenie z normowaniem temperatury pomieszczenia w całym roku (z nagrzewnicą i chłodnicą).

Urządzenia wentylacyjne podzielić można na trzy zasadnicze grupy (pod względem przepływu powietrza):

1. Urządzenia wentylacyjne otwarte.

2.Urządzenia wentylacyjne z recyrkulacją.

3.Urządzenia wentylacyjne z odzyskiem ciepła

35

Urządzenia bez nagrzewnicy nawiewają nie tylko w okresie ciepłym ale również w okresie zimnym powietrze nie uzdatnione.

Są one stosowane, poza krótkotrwałym okresowym przewietrzaniem pomieszczeń, również do wentylacji o charakterze ciągłym, nie ogrzewanych pomieszczeń produkcyjnych lub magazynowych, a także do wentylacji awaryjnej.

Są to najczęściej pomieszczenia, w których prowadzony jest zhermetyzowany proces technologiczny, nie wymagający stałego nadzoru.

Urządzenia bez wymienników ciepła

Najprostszy układ to wentylator wywiewny np. montowany w oknie.

Przy projektowaniu wentylacji mechanicznej wywiewnej zawsze trzeba pamiętać o umożliwieniu napływu powietrza na miejsce tego, które jest z pomieszczenia usuwane.

37

Układ urządzenia wentylacyjnego otwartego - normowanie temperatury pomieszczenia w okresie zimowym.

Zadania układu

•oczyszczanie powietrza w pomieszczeniu,

•normowanie temperatury pomieszczenia w okresie zimowym,

•ograniczanie wzrostu temperatury pomieszczenia w okresie ciepłym

(bez zawracania powietrza, bez odzysku ciepła)

38

Układ składa się z części nawiewnej i wywiewnej.

W skład części nawiewnej wchodzą:

Cz -czerpnia ,

1-kanał od czerpni do centrali, 2- przepustnica odcinająca,

WN – wentylator (centrala) nawiewny,

3- kanał nawiewny od centrali do pomieszczenia, 4- nawiewniki

W skład części wywiewnej wchodzą:

wywiewniki,

5- kanał od pomieszczenia do wentylatora wywiewnego, WW- wentylator (centrala) wywiewny,

6- przepustnica na kanale wywiewnym, Wy - wyrzutni.

W skład centrali wchodzą: filtr powietrza, nagrzewnica, wentylator Dodatkowe elementy: Tłumiki TA,

Układ urządzenia wentylacyjnego otwartego - normowanie

temperatury pomieszczenia w okresie zimowym.

39

Działanie układu UAR

Przy wyłączonym urządzeniu przepustnice 2 i 6 są zamknięte.

Włączenie wentylatorów powoduje ich otwarcie.

Zadaniem urządzenia jest utrzymywanie temperatury powietrza nawiewanego w okresie zimnym na określonym poziomie.

Czujnik Ct_p mierzy temperaturę.

Sygnał z czujnika dociera do regulatora Rt_p i jest w nim porównywany z wartością zadaną T_p.

Jeśli porównanie sygnałów wykaże nadwyżkę pomiaru względem wartości zadanej następuje ruch siłownika zaworu S w celu zmniejszeniu przepływu czynnika przez nagrzewnicę.

W sytuacji odwrotnej następuje otwarcie zaworu i dopuszczenie większej ilości czynnika przez wymiennik.

Układ urządzenia wentylacyjnego otwartego - normowanie

temperatury pomieszczenia w okresie zimowym.

Maksimum zysków w maksimum T_z

Wykres T-T

41

Układ wentylacji urządzenia z recyrkulacją powietrza - normowanie temperatury pomieszczenia w okresie zimowym.

RECYRKULACJI NIE WOLNO STOSOWAĆ JEŚLI W POMIESZCZENIU WYDZIELAJĄ SIĘ

ZANIECZYSZCZENIA TOKSYCZNE, ŁATWOPALNE, WYBUCHOWE, UCIĄŻLIWE LUB DYDMY (§ 151) Dodatkowe elementy względem układu otwartego:

•Kanał cyrkulacyjny z przepustnicą,

•Komora mieszania w centrali wentylacyjnej Minimalny strumień powietrza zewnętrznego:

•minimum 10 % strumienia wentylacyjnego

•minimum 20 m³/h i osobę w pomieszczeniu (dla palaczy 30 m³/h i osobę)

Rodzaje strumieni powietrza:

V_n- strumień powietrza nawiewanego V_w- strumień powietrza wywiewanego V_r- strumień powietrza zawracanego V_z- strumień powietrza zewnętrznego V_u- strumień powietrza usuwanego

42

Zasadniczym elementem, w którym realizowana jest recyrkulacja - jest komora mieszania (KM).

Wentylator nawiewny zasysa z niej mieszaninę powietrza zewnętrznego z powrotnym i tłoczy ją po odpowiednim uzdatnieniu do pomieszczenia.

Jeżeli temperatura tej mieszaniny jest bliższa wymaganej temperaturze powietrza nawiewanego niż temperatura powietrza zewnętrznego, to zabieg mieszania jest opłacalny, bowiem

wydajność nagrzewnicy lub chłodnicy jest w tym przypadku mniejsza niż gdybyśmy chłodzili lub ogrzewali samo powietrze zewnętrzne i koszty uzdatniania powietrza są nisze.

Urządzenia wentylacyjne, pracujące według omówionej powyżej zasady nazywamy urządzeniami wentylacyjnymi z obiegiem lub cyrkulacją powietrza.

Urządzenia te mają szerokie zastosowanie tam, gdzie należy utrzymać w pomieszczeniu właściwą temperaturę przy zmieniającym się jawnym obciążeniu cieplnym.

Układ wentylacji urządzenia z recyrkulacją powietrza - normowanie temperatury

pomieszczenia w okresie zimowym.

43

Wykres t–tz dla urządzenia

wentylacyjnego, z recyrkulacją Układ temperatur dobrany

przykładowo.

Zmiana udziału powietrza świeżego

Różne udziały powietrza zewnętrznego w strumieniu powietrza

nawiewanego.

45

Układ wentylacji z recyrkulacją powietrza - zima

Po uruchomieniu wentylatorów, przekaźnik D zostaje wprowadzony pod napięcie, wskutek czego siłowniki S1 i S2 otwierają częściowo przepustnice P1 i P3; jednocześnie przepustnica P2 zostaje przymknięta do położenia zapewniającego przyjęty stopień zmieszania powietrza obiegowego z powietrzem zewnętrznym.

Regulator Rt_p wprowadza element regulacyjny zaworu Z w położenie regulujące.

Od tego momentu regulator R_tp z czujnikiem temperatury Ct_p, zainstalowanym w pomieszczeniu, utrzymuje w nim stałą temperaturę powietrza, równą wartości zadanej, wpływając za pomocą siłownika S3 na temperaturę i strumień wody grzejnej, a tym samym na moc cieplną nagrzewnicy powietrza.

W miarę wzrostu temperatury powietrza na zewnątrz pomieszczenia, przy stałej temperaturze w pomieszczeniu wentylowanym, maleje zapotrzebowanie na energię niezbędną do ogrzewania powietrza nawiewanego.

Regulator temperatury R_tp, otrzymuje od czujnika temperatury w pomieszczeniu C_tp sygnał wskazujący na dodatnie przekroczenie wartości zadanej i wysyła sygnał wykonawczy do siłownika S3, nakazujący przymknięcie zaworu Z.

46

Układ wentylacji z recyrkulacją powietrza – lato i okres przejściowy

Gdy siłownik zamknie całkowicie drogę A–B zaworu regulacyjnego i zadziała wyłącznik krańcowy, sygnalizujący regulatorowi ten stan, zostaje uaktywniony następny obwód

wykonawczy regulacji temperatury.

Żądaną temperaturę powietrza w pomieszczeniu uzyskuje się teraz drogą zwiększania udziału powietrza zewnętrznego w strumieniu powietrza wentylującego.

Odbywa się to poprzez stopniowe otwieranie przepustnic P1 i P3 przy jednoczesnym przymykaniu sprzężonej z nimi przepustnicy P2.

W momencie, w którym przepustnice P1 i P3 zostaną w pełni otwarte, a przepustnica P2 zamknięta, powietrze nawiewane składa się wyłącznie z powietrza czerpanego z zewnątrz, o takiej temperaturze, jaka w danym momencie panuje w pobliżu wentylowanego obiektu.

Od tej chwili system regulacyjny pozostaje w stanie czuwania aż do uzyskania sygnału z czujnika temperatury w pomieszczeniu o wystąpieniu ujemnego przekroczenia wartości zadanej.

47

Układ wentylacji z całorocznym normowaniem temperatury powietrza w

pomieszczeniu (klimatyzacja komfortu)

48

Klimatyzacja komfortu - UAR

Działanie i przebieg regulacji w okresie zimnym i przejściowym są identyczne jak w urządzeniu wentylacyjnym z recyrkulacją z normowaniem temperatury zimą.

Różnice pojawiają się w momencie zrównania temperatury powietrza zewnętrznego i temperatury powietrza nawiewanego, oznaczonym na wykresie t- tz literą X.

Urządzenie klimatyzacji komfortu jest wyposażone w wymiennik, (chłodnicę) która daje możliwość obniżania temperatury powietrza zewnętrznego i utrzymanie temperatury powietrza nawiewanego, zgodnie z przebiegiem linii t_n na odcinku X–F.

Dzięki temu możliwe jest wentylowanie pomieszczenia wyłącznie powietrzem zewnętrznym i utrzymanie temperatury powietrza w strefie przebywania ludzi t_p na założonym poziomie, np. takim, jak dla okresu zimnego i przejściowego.

49

Klimatyzacja komfortu - UAR

OKRES PRZEJŚCIOWY

Gdy przepustnice powietrza zewnętrznego P1 i powietrza wywiewanego P3 otworzą się całkowicie, a jednocześnie przepustnica powietrza cyrkulacyjnego P2 zostanie zamknięta, regulator otrzymuje sygnał o zakończeniu możliwości regulacji temperatury w pomieszczeniu przez zmianę stosunku mieszania powietrza zewnętrznego i cyrkulacyjnego.

Regulator przechodzi do kolejnego trybu regulacji, charakteryzującego się utrzymywaniem stałej temperatury powietrza w pomieszczeniu, lecz temperatura ta jest regulowana w wyniku zmiany stopnia otwarcia zaworu regulacyjnego, zamontowanego w instalacji czynnika ziębniczego, czyli regulacji wydajności chłodnicy. – zaczyna się chłodzenie

Klimatyzacja komfortu - UAR

OKRES CIEPŁY

Przy temperaturze powietrza zewnętrznego, równej temperaturze powietrza w pomieszczeniu, odpowiadającej punktowi E (i jednocześnie F) następuje przełączenie regulatora Rtp na tryb działania, charakterystyczny dla warunków okresu ciepłego.

Okres ciepły w pomieszczeniu obsługiwanym przez klimatyzację komfortu odznacza się zmiennością temperatury powietrza, proporcjonalnie do zmian temperatury powietrza zewnętrznego.

Taką regulację nazywa się regulacją nadążną.

Klimatyzacja komfortu - UAR

Układ z recyrkulacją

Czujnik Ct_n (linia przerywana) w okresie zimnym od punktu C do punktu E (początek okresu ciepłego) nie pozwala na obniżenie tej temperatury poniżej zadanego zakresu, nawet gdy sygnał głównego czujnika regulacji Ct_p zawiadamia regulator o dodatnim uchybie regulacji, czyli przekroczeniu założonej temperatury powietrza w pomieszczeniu.

Czujnik temperatury powietrza nawiewanego Ct_n jest elementem opcjonalnym i jego sygnał wykorzystuje się wtedy, gdy może dojść do niedokładności działania czujnika głównego. Może to wystąpić, gdy np. nie ma możliwości zainstalowania czujnika temperatury w

reprezentatywnym miejscu strefy przebywania ludzi i jest on instalowany w kanale

wywiewnym. Pomiar temperatury pomieszczenia jest wówczas zafałszowany i brak czujnika ograniczającego temperaturę powietrza nawiewanego może doprowadzić do lokalnego przechłodzenia strefy przebywania ludzi.

Gdy czujnik temperatury powietrza nawiewanego działa również w okresie ciepłym, należy mu zadać inny program postępowania odpowiadający zabezpieczeniu przed przechłodzeniem.

Dodatkowy czujnik Ct_n

51

53

55