Вентиляция своими руками

Обойдусь без вступления о том, зачем нужна вентиляция в жилье, почему то, что есть, не устраивает, и почему часто возникает желание сделать самому. – Предположим, что это желание или потребность уже сформировались.

Основными объектами для самодельной вентиляции являются квартиры и небольшие частные дома. Варианты с приточными клапанами и прочими «еврофорточками» здесь не рассматриваются, местные приточки -– бризеры – уже лучше, но речь о полноценной за разумные деньги «воздуховодной» системе вентиляции, состоящей из двух систем, приточной и вытяжной, или одной приточно-вытяжной установки.

Только такая система оправдывает усилия: сделав всё правильно, вы получаете чистый воздух в нужном количестве и там, где надо.

Определение нужного воздухообмена

Первая задача – определение воздухообмена, т.е. количества воздуха, подаваемого (и удаляемого) из одного помещения. Задача решается для каждого помещения. Предположим, что это кухня и две комнаты, одна из которых спальня.

Для наиболее хорошего самочувствия нормативы рекомендуют расход 70 м³/час на человека если нет курения, 150 м³/час, если можно курить. Опыт общения с теми, кто живёт в вентилируемых помещениях говорит, что полностью довольны все, у кого подача воздуха 200 м³/час и более.

Так что же выбрать? Дело ваше. Начнём с притока.

воздухообмен в спальне

Я считаю, что в спальне двое, и сон с приятной прохладой и свежестью лёгок и хорошо восстанавливает силы – так что стоит стремиться к расходу от 150 до 300 м³/час. Рассмотрим другой аспект: размер спальни. Допустим, её объём 30 м³. В этом случае кратность воздухообмена составит при нашем расходе от 5 до 10 обменов в час. Вторая цифра значит, что воздух полностью сменяется за 6 минут! Это много. Поэтому для нашей спальни в 30 м² есть смысл остановиться на меньшем расходе, 150 м³/час.

воздухообмен в зале

В обычном случае один, иногда два человека. 100-200 м³/час должно быть достаточно.

воздухообмен на кухне

В нормальном режиме эксплуатации 100-200 м³/час должно быть достаточно. На случай интенсивной готовки – форточка и вытяжной зонт.

совмещённый санузел

Есть разные мнения – я считаю, что дверь нужна хорошая, плотная, поэтому вытяжка может быть естественной, если помещение не используется. При использовании должна включаться принудительная вытяжная система, возможно сблокированная с естественной, но приток на компенсацию вытяжки должен быть принудительный. 25-75 м³/час. Это может звучать непонятно, при случае постараюсь развить тему санузов.

Итого

Получаются два варианта: минимальный около 400 м³/час, максимальный 700 м³/час. Что выбрать? Я думаю, что опираться надо на среднее. Это позволит гарантированно получить минимальные расходы, и иметь резерв на тот случай, если после запуска системы появится желание изменить пропорции воздухообмена в разных помещениях. Итак, требуемый воздухообмен определён: 550 м³/час.

Другие мнения

Небольшая статья о минимальном воздухообмене не непрофильном сайте. Можете посмотреть.

24 февраля 2012

Регулируемый воздухообмен

Если вдуматься, то мы встретились с противоречием. Расхода 200 м³/час хватит хоть кому, в условной квартире живут 2,5 человека, зачем же нужен расход больший, чем 400-500 м³/час? Ответ в том, что этот воздухообмен нужно делать там, где именно сейчас находятся люди.

В общем это логично, но автоматическое решение этой задачи сложно и дорого, и самостоятельно не делается. Да и инженеры не все способны.

Но, если вы согласны с тем, что входя в комнату включаете не только свет, но и какой-то переключатель вентиляции, или двигаете рычаг, а выходя возвращаете всё в исходное состояние, то регулируемый воздухообмен становится реальностью.

Подробнее о регулируемой вентиляции

Лично я считаю переменный расход для небольших объёмов ненужным. Но сейчас интерес к этому направлению вырос – похоже на то, что его активно продвигают производители, системы переменного расхода (VAV) дороже, поэтому выгоднее им.

Определение воздушного баланса

Когда расход по притоку определён, можно задуматься об общем балансе в квартире или доме. Желателен положительный баланс, т.е. превышение притока над вытяжкой. В этом случае в помещениях чище, так как воздух поступает только организованно, с очисткой.

Общее правило: при работе систем воздух должен двигаться от условно-чистых помещений к условно-грязным. В нашем случае спальня – чистая, зал нейтральный, кухня в вентиляционном смысле грязная: в ней выделяются запахи, распространение которых по квартире нежелательно. Санузел условно-грязный.

Следующий вопрос: двери. Хорошие двери плотные и звуконепроницаемые, если их нормальное положение закрытое, то все закрытые помещения нуждаются в отдельной приточно-вытяжной вентиляции.

Если, например, кухня не закрывается, и зал отделён не дверью, а аркой, то вытяжную систему можно упростить, забирая воздух из коридора.

Исходя из того, что мы на предыдущем этапе задались расходом 650 м³/час, попробуем переделать таблицу:

Эти две таблицы задают минимальный и желательный воздушный баланс – мы стремимся к параметрам второй, но и первая устроит.

По таблицам баланс нулевой.

14 августа 2011

Между строк

Начиная делать этот раздел, я не посмотрел, что есть в интернете на эту тему, оказалось, что зря! Попадаются полезные материалы:

http://www.vzlk.ru/information/venilation-self-made/

Нужно скачать файл. Там есть несколько неточностей, но в целом техническая сторона вопроса изложена внятно.

Ляпов, конечно, встретилось намного больше, чем толковой информации:

Например:

Можно ещё вспомнить, что физиологическая норма для дыхания около 4-х кубометров в час. Вентиляция, это не только дыхание, потение, это ещё и ассимиляция иных вредностей и т.п.

Кроме того маленькие расходы просто нереально раздать: их надо подводить прямо в зону дыхания. Это трудно даже для специалистов.

Впрочем, тратить время на анализ чужих ошибок – дело неблагодарное: надо избегать своих.

19 августа 2011

Планирование воздухораспределения

Самодельные системы вентиляции часто неэффективны из-за неудовлетворительного воздухораспределения. Это касается и «профессиональных» систем.

Важность воздухораспределения в том, что нужно предотвратить образование застойных зон. Чем меньше принятый воздухообмен, тем больше такая опасность. При кратности больше пяти обменов в час, риск образования застойных островков минимален, при кратности более десяти следует озаботиться ликвидацией ощутимых потоков, «сквозняков», при кратности один-два обмена обеспечить удовлетворительное воздухораспределения очень трудно, – нужны расчёты и понимание.

В этом разделе я исхожу из того, что изготовляющий вентиляцию своими руками и для себя хочет и может разобраться в основах, но не обязан вникать в детали. Понимания основ требует значительное разнообразие конкретных условий, – единые рецепты в таких условиях не годятся.

Основы принципы такие: приточный воздухораспределитель образует струю, параметры которой зависят от конструкции воздухораспределителя и расхода через него. Для многих воздухораспределителей можно найти картинки с примерными характеристиками струи. Струя используется для того, чтобы донести свежий воздух до потребителей. При своём движении струя расширяется, за счёт подмешивания окружающего воздуха.

Примерно так: красный приток, синий – воздух помещения. Если струя теплее окружающего воздуха, то она приподнимается вверх, «всплывает». Охлаждённая струя опускается, «падает».

Если струя в своём движении соприкасается с поверхностью, то она налипает на неё, и проходит дальше.

Если принят нормальный для помещения расход, с кратностью около пяти обменов в час, то наиболее важно, чтобы приточная струя сразу не попадала в вытяжное отверстие, не «замыкалась».

Вытяжное отверстие обычно не формирует струи, оно собирает воздух вокруг себя, образует «сток», или, совместно с приточной струёй, «сдвиг». Вид сбоку (разрез).

В середине основная обслуживаемая зона, единицей обозначена потенциально застойная зона. Если приточная струя сильная, а вытяжное отверстие близко, приточный воздух может попадать в вытяжку, минуя обслуживаемую зону, «замыкаться»: нам это не к чему.

На виде сверху (план) картина аналогичная: но если бы приточное отверстие было одно, то появилась бы опасность возникновения застойной зоны.

Если теперь от понимания перейти к рецепту, то для обычной комнаты достаточно двух приточных воздухораспределителей, у наружной стены, направленных внутрь комнаты, и одного-двух вытяжных, расположенных с противоположной стороны комнаты.

Расположение вытяжных предпочтительно симметричное, в остальном можно делать вытяжку сверху, снизу, с боков – это не очень важно.

16 августа 2011

Воздухораспределители

Качественные воздухораспределители способны решить множество задач, они сложны, и относительно дороги. Обычные воздухораспределители решают одну задачу: пропускают, по возможности без шума, требуемое количество воздуха.

Если воздухораспределитель приточный, то он ещё создают струю, но её характеристики сильно зависят от потока непосредственно перед воздухораспределителем.

Ведущая концепция в престижном строительстве состоит в невидимости инженерных сетей. В случае воздухораспределителей этого можно добиться дёшево. Их просто не должно быть видно. В этом случае важна только возможность изменять сопротивление, про шум поговорим отдельно.

Таким образом, хорошим самодельным воздухораспределителем является, например, достаточно часто просверленная металлическая пластина. Очень равномерное распределение можно получить, просверлив стенку воздуховода – но это нужно продумать.

Способы спрятать выходы вентиляции зависят от решения в целом. Например, приток можно вывести под мебель, за портьеры (они будут шевелиться), за уровни сложного потолка. Вытяжка должна производиться сверху, над мебелью, если есть возможность, от центральной люстры через декоративный плафон и т.п.

Хороший пример расположения вытяжного отверстия:

Проблема шума решается комплексно. Допустим, вы выбрали для воздуховодов малошумную скорость 2 м/с. Для приточный струй желательно, чтобы решётка стояла на торце прямого участка воздуховода. В этом случае мы можем прогнозировать направление струи.

Тогда, чтобы не увеличь шум, но создать системе небольшое сопротивление, нужное для устойчивой работы сетей, мы можем увеличить скорость, допустим до 4 м/с. Это значит, что площадь отверстий должна быть 50% от площади воздуховода.

Если решётка установлена не в торце участка, то струя изменяется. Например, так:

Иногда это не важно, но чаще полезно знать, как и куда идёт струя притока.

Часто встречаются системы, в которых решётки располагаются прямо на воздуховоде. В общем случае это неправильно. – Хотя с помощью некоторых ухищрений и такую схему можно заставить работать.

Обычно же получается так:

Длина стрелок примерно отражает относительный расход. Разработчик обычно считает, что все решётки будут работать одинаково, т.е. в данном случае хочет, чтобы в одну комнату поступало, допустим, 300 м³/час, а в другую – 200 м³/час. Фактически получилось наоборот. Кроме того, на последней решётке больше скорость и, соответственно, шум.

Спасение одно: все воздухораспределители должны находиться примерно в равных условиях, примерно так.

Перед каждой решёткой имеется прямой участок, что делает воздухораспределение более предсказуемым. Изменяя сопротивление решёток мы в некоторой мере можем регулировать расход воздуха на разных ветках.

17 января 2012

Оборудование

Основных вариантов по выбору оборудования для самодельщиков два:
1) дешёвые полностью самосборные системы: это когда каждый компонент сети (вентилятор, нагреватель, фильтр) покупается отдельно;
2) продвинутый вариант: приточно-вытяжная установка, возможно даже с рекуператором.

Я иногда переписываюсь с умельцами, большинство выбирает второй вариант. Как правило, это городские жители, обычно инженеры, а мотивом самодельной разработки служит нежелание переплачивать за несложную в общем-то работу по монтажу систем. Тем более, что для себя обычно делают лучше – если, конечно, знают, как это.

Так как деньги в этом случае есть, то разработчики решают, что заплатить за качественное оборудование стоит того, несмотря на то, что полностью самодельная установка с аналогичными характеристиками будет в два-три раза дешевле.

Бывает, конечно, что самостоятельно делают и насыщенные автоматикой установки с увлажнением и рекуперацией.

21 января 2012

Размещение оборудования

При размещении главное – уменьшить шум. Вентиляционная установка должна располагаться как можно дальше от основных жилых помещений, особенно от спальни.

Основных вариантов несколько:
1) балкон (возможны проблемы с соседями, при открытых окнах установку будет слышно);
2) прихожая (за потолком);
3) кухня.

Реже встречается размещение на наружной стене, в подвале, на чердаке.

Если установка хорошо вибро- и шумоизолированна, и её отделяют две закрытые двери, то уровень шума обычно можно считать допустимым.

21 января 2012

Вентиляционные сети

Часть первая: расходы на участках

Вентиляционные сети можно условно разделить на магистральные участки, по которым воздух идёт от установки и к установке, и собственно воздухораспределительную сеть.

Хорошая сложившаяся практика: приточные воздухораспределители размещаются у наружной стены, вытяжка в глубине помещений. Хотя никто не мешает сделать иначе.

В идеальном случае в каждом помещении есть приток и вытяжка, и их можно регулировать в некоторых пределах. Возьмём картинку:

Картинка со страницы http://www.svazat-shapku.ru/dizayn-malogabaritnaya-studiya.html, сейчас эта страница куда-то исчезла.

Я бы в качестве первого варианта вентиляции предложил что-то подобное:

В комнате 1 при достаточном расходе можно организовать место для курения, хотя для хорошего результата может потребоваться усложнить схему подачи притока. В каждом помещении имеется приток и вытяжка, кухня и санузел отделены зоной притока от жилых комнат.

С расходами получилось так:

Выявился большой перекос в сторону притока. Это не правильно: преобладание притока должно быть небольшим. Конечно, периодическое включение отдельной вытяжки из санузла, кубов 100, немного уменьшит перекос, но в основном балансе периодическую вентиляцию лучше не учитывать.

Надо уменьшать приток или увеличивать вытяжку, или и то, и другое. Задача творческая. Если семья много готовит, то вытяжку из кухни можно увеличить, допустим, до 300 м³/час. Если кто-то курит, то можно увеличить вытяжку из зала. Приток в коридор можно немного уменьшить.

Пожалуй, такие показатели воздухообмена можно считать удовлетворительными. Остаётся их достигнуть.

21 января 2012

Аэродинамический расчёт

После того, как определены расходы по помещениям и трасса сети, при нормальном проектировании начинается аэродинамический расчёт сети. С одной стороны, ничего сложного – в интернете есть вся необходимая информация. С другой, его почему-то никто не хочет делать. Даже проектировщики.

Конечно, типовые проекты вентиляции квартир существуют, ни никакой из них не идеален.

Точный расчёт позволяет обойтись без неоправданных запасов – это значительная экономия. Точный расчёт позволяет пользоваться малошумными низконапорными установками – в жилье это очень важно.

При покупке комплектной приточно-вытяжной установки задача облегчается. Действительно, зачем расчёты, если мы уже знаем расход, и какую установку купим.

Предположим, это приточно-вытяжная установка ХХХ компании ХХХ. Выбираем из типоразмерного ряда модель с нужным расходом, 650 м³/час. Это продвинутая марка, с рекуператором и всеми наворотами.

Среди достоинств – малый шум, меньше 30 дБ. Это действительно очень тихо, но сразу вызывает и подозрения – установка развивает маленькое давление. На многих сайтах нет данных об аэродинамический характеристике вентилятора, т.е. графика зависимости расхода от давления, это очень важная информация, в том числе для самодельщика.

Впрочем, я нашёл установку с характеристикой. Располагаемое давление там названо свободным, от чего может быть свободным давление? Ох уж мне эти безграмотные переводы. Слева характеристика приточной части, справа – вытяжной. Сразу видно, что они не совпадают, т.е. если приточная и вытяжная сети одинаковые, их сопротивление равно, то расходы будут отличаться.

На характеристиках я показал, что при одном расходе, 300 м³/час, давления будут отличаться, т.е. сети должны отличаться тоже.

По характеристикам видно, что вентиляторы могут работать в большом диапазоне расходов, и чем больше сопротивление сети, тем меньше расход. Если сопротивление сети равно нулю, т.е. сети нет вообще, то расход максимальный, показан точкой Р, «рекламный». Он не будет достигнут ни при каких режимах работы в сети, но часто приводится в технических характеристиках.

Нам нужно, чтобы установка давала нужный расход на реальном участке её характеристики, на картинках выделен красным.

В данном случае получается, что при требуемом расходе 300, потери в приточной сети могут быть около 230 Па, в вытяжной 180 Па.

Пример характеристики не очень удачный. Такие системы могут сильно шуметь. Качественные современные системы обычно дают располагаемое давление около 100 Па.

Определение сечений

Если расход 300 м³/час загнать в трубу 100 мм, то потери будут примерно 10 Па на метр, а скорость почти 10 метров в секунду – и это значит значительный шум. При параметрах вентилятора из характеристики длина сети может составить 23 м для вытяжной, 18 м для приточной.

Кроме прямых участков есть разного рода местные сопротивления, предположим, их сопротивление съедает 30% давления, итого реальная сеть 12 м для приточной вентиляции, около 14 для вытяжной. Для небольшого объёма может хватить. Естественно, такая скорость в жилье неприемлема, так что пример гипотетический.

Если мы увеличиваем наше условное сечение более, чем 160 мм, то сопротивление одного метра падает до 1 Па, скорость около 4 м/с, и становится ясно, что рассматриваемая приточная система для нашей задачи – вентиляции квартиры или небольшого дома, слишком мощная – имеется огромный запас по давлению, который придётся погасить или уменьшая частоту вращения двигателей, или иными способами.

При малошумной скорости воздуха в диапазоне 2-4 м/с, предлагаемых 100 Па располагаемого давления в рабочей зоне хватит. Именно в рабочей «красной»зоне. Рекламная точка нас не интересует.

Проектирование трассы

В нашем основном примере требуемый расход воздуха 650 м³/час.

Преобразуем формулу L=F*V*3600, ведь расход (L) нам известен, скорость (V) тоже известна, найдём сечение магистрального участка (F). При скорости 4 м/с этому сечению будет соответствовать диаметр не менее 250 мм, сечение не меньше 250х200.

В узлах, чтобы сеть работала стабильно, мы должны сохранить скорость в ответвлениях равной скорости в магистрали. Предположим, имеется ответвление, в котором нужный расход 150 м³/час.

Чтобы сохранить скорость около 4 м/с, диаметр ответвления должен быть 100 мм, сечение 100х100 мм. Но расход после ответвления упал с 650 до 400, поэтому нужно сразу уменьшить сечение основного участка, до 200 мм, сечение 200х150.

Получится примерно так:

Я уже упоминал, что ответвления «на проход»нежелательны. Предпочтительней так:

Наш расчёт сильно упрощённый, так что нужна возможность регулирования. Лучший вариант – возможность изменения сопротивления участков сети, на схеме это названо «шиберы», на самом деле проще всего использование диафрагм, т.е. частичного перекрытия сечения, собственно шиберов, или продвинутого варианта – ирисовых клапанов. Дроссель-клапаны нежелательны – они плохо регулируют и сильно шумят.

Регулировать можно и на оконечных участках сети, например, регулируемыми решётками (Р.Р. на схеме) или иными воздухораспределителями. Это нежелательно: они могут шуметь и вести себя непредсказуемо.

Конечно, это упрощённое, но практичное изложение. Я иногда пользуюсь подобным методом при работе, – получается удовлетворительно. Системы сразу работают вблизи проектных значений, при изменении производительности установок расход в помещениях изменяется пропорционально общему.

Аэродинамические расчёты (определение потерь давления)

Для готовой схемы неплохо бы прикинуть итоговое сопротивление. Есть много программ для телефонов и планшетов, ищутся словами duct sizer.

С базовыми представлениями в них можно разобраться. Может позже сделаю более подробный обзор на сайте. В настройках нужно переключиться на единицы СИ, потом водить нужное и получать желаемое.

7.01.2018

Ссылки по теме

Ссылки не являются рекомендацией делать именно так: я не анализировал, они даются как опыт – насколько удачным он оказался я не знаю.

http://youvent.ru/page-id-35.html

Интересный пример подхода в выбору воздухообмена, основанный на здравом смысле, в основном для особняков (коттеджей):

http://www.izba.su/index/airexchange/

В вентиляции много сложностей и тонкостей, но статьи для неспециалиста должны быть написаны простым языком и, очень важно, не содержать ошибок. В этом смысле мне понравился сайт

Атмосфера

на нём есть пара скользких для специалиста мест, но в целом всё просто и понятно.

Между строк

Самой лучшей вентиляцией для жилья является естественная приточно-вытяжная вентиляция. Она работает бесшумно, эксплуатационные затраты минимальны. Затруднением является то, что естественная вентиляция – это строительная часть здания, – её устраивают при проектировании здания, что подразумевает квалифицированного архитектора и проектировщика.

Типовые решения накладывают много ограничений, поэтому естественная вентиляция в типовом и готовом жилье редко работает безупречно.

Почти непреодолимых для естественной вентиляции рубежей несколько, первый – это необходимость охлаждения, второй – необходимость тонкой очистки воздуха. Так что в жарких загазованных городах при всём желании и ни за какие деньги нельзя сделать эффективную естественную вентиляцию.

3 марта 2012

Дорогие самодельщики: для общения по вентиляционной тематике я создал группу Вентиляционная лаборатория ВКонтакте, присоединяйтесь.

В сети попадаются примеры упрощённых расчётов, часто там ошибка на ошибке. Разбираться лучше по учебникам, пусть даже самым простым.

Когда общее понимание сложится, можно смотреть аэродинамические характеристики конкретного оборудования. Сопротивление сети складывается из сопротивления линейных участков, воздуховодов, и местных сопротивлений: отводов, переходов, тройников, глушителей и т.п. Для всего есть формулы или диаграммы.

Сопротивление для подбора вентилятора определяют для самой напряжённой линии, обычно это ветка на самый удалённый от вентилятора воздухораспределитель. Остальные ветки не суммируются, а увязываются, – иначе получается глупая детская ошибка.

3 июля 2013