Принцип работы вытяжной вентиляции, расчет и выбор места установки (монтажа)

Вытяжная вентиляция отводит загрязненный воздух из комнат с активными источниками загрязнения. С учетом особенностей объекта корректируются характеристики, комплектация и технические особенности агрегата. Вытяжная система вентиляции устанавливается не только в жилых домах, квартирах, но и в складских комплексах, на производстве. Подробно о том, по какому принципу работают эти конструкции, их разновидностях и особенностях расчетов каналов под конкретный объект.

При отрицательном тепловом балансе, то есть при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом
Общеобменная приточная система вентиляция

Общая и локальная (местная) вентиляции

Специалисты делят все системы вытяжной вентиляции, учитывая зону их расчетной очистки – местные (локальные) и общие.

Общая вентиляционная вытяжка способна оперативно отводить загрязненный воздух из всех комнат в сооружении. Яркий пример – вытяжная вентиляция в квартире. Ее решетки традиционно располагаются в санузле и на кухне (в верхней части комнаты), через которые и отводится загрязненный воздух, мелкие частички копоти и жира.

Системы общего обмена активно эксплуатируются в оздоровительных учреждениях, складских комплексах, хранилищах, жилых объектах, ТРЦ и магазинах. Характерная черта этих объектов – концентрация нежелательных загрязнений минимальная, они равномерно распределены по объему помещения.

Вытяжную вентиляцию общеобменного типа рекомендуется обустраивать в ряде случаев:

  • наличие в пространстве негерметичных механизмов и станков, вырабатывающих опасные эмульсии и вещества;
  • недостаточная мощность локальных решений;
  • отсутствие точек отвода загрязненного кислорода, небезопасных веществ.
Вентиляционная система смешанного типа
Складской комплекс с вентиляционной системой смешанного типа

Вентиляционные вытяжки общего обмена устраняют концентрацию опасных частичек и примесей в помещении до оптимальных значений, предусмотренных нормативными актами.

Местная вытяжная вентиляция используется для устранения точечных выделений опасных и вредных веществ.  Вытяжная вентиляция общеобменного типа

За счет направленного воздействия они гарантируют нормальные рабочие условия на локальном месте. Основой конструкций выступают вытяжные трубы для вентиляции, с помощью которых отводятся дым, воздух, пыль, небезопасные испарения, препятствуя тем самым их распространению.

Лучший наглядный пример подобного устройства – механические кухонные вытяжки. Стоимость оборудования местной системы на порядок дешевле, чем общеобменной. С экономической точки зрения они гораздо доступнее. Если же загрязнения распространены по всей площади помещения, описанные решения малоэффективны.

Естественная и принудительная

Каждая вытяжная система вентиляции, вне зависимости от вида, конструкции, сложности и стоимости, направлена на отвод отработанных воздушных масс. Для реализации этой цели применяются различные технологии, установки и методы. Система вытяжной вентиляции с учетом принципа работы бывает принудительной или естественной.

Совмещенная система вентиляции

Если всем процессами с «пятым океаном» руководит природа и соответствующие законы, то система работает по естественному принципу. Для случаев, когда вытяжная вентиляционная установка функционирует за счет специального оборудования, система считается механической. Это автоматические агрегаты, обеспечивающие воздухообмен на заранее определенном уровне, в соответствии с паспортными и расчетными нормами.

Естественная вентиляция: «плюсы» и «минусы»

Главное достоинство естественной вытяжной вентиляции в дома или жилой квартире – ценовая доступность. Ей не требуется серьезных финансовых вливаний, а в плане эксплуатации она вообще находится вне конкуренции, т.к. бесплатна. Обмен воздушных масс осуществляется без дополнительного оборудования. Второе важное достоинство – решения для этой системы занимают минимум свободного места.

Принцип работы естественной вентиляции
Естественная вентиляция работает по простому принципу — горячий воздух подымается вверх, а холодный опускается вниз

Естественная вытяжная вентиляция имеет и серьезный недостаток – ее работой невозможно управлять, т.к. она функционирует в одностороннем порядке. Воздушные массы движутся в системе за счет того, что на входе и на выходе трубы формируется разное давление. Но условия могут сложиться таким образом, что «тяга» будет отсутствовать в принципе.

Если внутри дома температура окажется ниже, чем на улице, вытяжная вентиляционная установка будет работать, как приточная. В квартиру направляются воздушные массы снаружи. С учетом этого они оборудуются главным образом в черте жилого пространства, а вот для производственных цехов и промышленных объектов они не подходят.

На крупных объектах их производительности недостаточно, что может быть опасно для работников.

Расчет вытяжной вентиляции

Расчет вытяжной вентиляции для крупных производственных цехов и предприятий начинают с определения участков распространения небезопасных веществ, выделений. На следующем этапе специалисты определяют объемы воздушных масс для отвода и подвода, чтобы обеспечивались санитарные нормы.

Мощность вытяжной вентиляции рассчитывают по простой формуле

При отсутствии в пространстве активных источников нежелательных веществ, целесообразно воспользоваться простой формулой:

O = m*n

  • O – объем чистого кислорода, предусмотренный санитарными нормами, предписаниями;
  • m – усредненное значение расхода кислорода за 1 час активной работы;
  • n – постоянное количество работников, работающих в помещении ежедневно.

Что касается значения m, то у него есть конкретные определения, задокументированные СНиПами:

  • m = 30 м3 – для проветриваемых помещений;
  • m = 60 м3 – для объектов без доступа к чистому воздуху.

Указанные выше значения корректируются с учётом выделяемых в процессе производства опасных летучих веществ. В таком случае принимает во внимание их суммарный объём, а расчётные данные по притоку свежего кислорода изменяются в сторону увеличения.

Описание паспортизации систем вентиляции производственных помещений
Описание паспортизации систем вентиляции производственных помещений

Особенность вредных веществ заключается в том, что они имеют свойство распространяться по всему объёму рабочего пространства, павильона или производственного цеха. В этом случае главная задача сводится к тому, чтобы понизить уровень их концентрации до значений, при которых человек сможет находиться и работать в помещении.

Под каждое вредное вещество предусмотрены особые пороговые значения. С учётом этого, объём притока свежего воздуха рассчитывается по формуле:

O = Mb/(Ko-Kп);

  • Mb – среднее значение веса нежелательного или потенциально опасного вещества, поступающего в рабочее пространство за единицу времен (1 час);
  • Ko – значение удаленной концентрации потенциально опасного вещества в окружающем пространстве;
  • Kп – концентрация нежелательных веществ на входе приточной установки.

С учётом объёмом необходимого чистого воздуха подобрать двигатель оптимальной мощности для вытяжной вентиляции не составит особого труда.

Агрегаты для локальной вытяжной системы

Существующие укрытия, которыми комплектуются системы вытяжной вентиляции, делятся на несколько специализированных категория:

  • агрегаты, установленные на источнике загрязнения;
  • решения, перекрывающие собой источник загрязнения;
  • изделия-передувки.

На практике огромной популярностью пользуются агрегаты, с помощью которых источник распространения опасных веществ локализуется в определенной зоне. Впрочем, подобные решения далеко не всегда удобно и целесообразно применять. Им на смену пришли более современные вытяжки с отводом в вентиляцию:

  • металлические и поликарбонатные зонты с функцией вытяжки;
  • локальные отсасывающие агрегаты;
  • мощные вытяжные шкафы;
  • капсулированные решения;
  • отвод выделений из корпуса станков и рабочих агрегатов;
  • витринные, фасонные и бортовые решения.
Локальные системы вентиляции
Системы местной вентиляции очень распространены в местах, где необходимо обеспечить требуемые нормы по воздухообмену в конкретной, локальной зоне.

Вытяжные зонты – самые популярные и распространенные конструкции отсосов. Ими оборудуют небольшие рабочие зоны (столы для пайки, готовки). Опасные примеси оперативно собираются и перенаправляются вверх, после чего отводятся. Вентиляция для вытяжки функционирует как посредством естественной тяги, так и принудительной.

Специализированные отсосы – вытягивают нежелательные и потенциально опасные вещества с минимальным расходом кислорода. Промышленная вытяжная вентиляция зачастую представлена несколькими местными агрегатами. Основная их особенность – они не препятствуют работе.

Вытяжные шкафы – одни из самых эффективных решений для принудительного удаления вредных испарений, веществ, формируя при этом минимальный уровень воздухообмена. В продаже представлено несколько разновидностей таких шкафов:

  • с устройством верхнего отвода, посредством которого удаляется горячий и влажный воздух;
  • с удалением загрязненных потоков боковой конструкции – речь идёт о некотором аналоге «улитки», для сбора остаточных продуктов;
  • с отводными решениями комбинированного типа, находящимися снизу агрегата.
вытяжной шкаф; б — витринное укрытие; в — укрытие-кожух для заточного станка; г — вытяжной зонт; д — зонт-козырек над открытым проемом печи; е — вытяжная воронка при сварке крупногабаритных изделий; ж — нижний отсос; з — боковой отсос; и — наклонная вытяжная панель; к — двухбортовой отсос от гальванической ванны; л — однобортовой отсос с передувкой; м — кольцевой отсос для ручного сварочного пистолета
Локальные вытяжки: а — вытяжной шкаф; б — витринное укрытие; в — укрытие-кожух для заточного станка; г — вытяжной зонт; д — зонт-козырек над открытым проемом печи; е — вытяжная воронка при сварке крупногабаритных изделий; ж — нижний отсос; з — боковой отсос; и — наклонная вытяжная панель; к — двухбортовой отсос от гальванической ванны; л — однобортовой отсос с передувкой; м — кольцевой отсос для ручного сварочного пистолета

Вентилятор, расположенный в системе воздухообмена, создает завихрение потока таким образом, чтобы пыль локализировалась в небольшой зоне, а не распространялась по комнате. Пример такой установки – сварочный пост, где принудительная вытяжная вентиляция представлена небольшим шкафом. Отсос в них располагается вверху конструкции.

Если речь идёт об отводе неопасных веществ, то скорость движения допускается в следующих пределах:

  • 0.5 – 0.7 м/c;
  • 1.1 – 1.6 м/с – для тех случаев, когда из помещения отводятся ядовитые примеси, металлические испарения.
Вытяжные шкафы получили широкое распространение в лабораториях, исследовательских центрах
Вытяжные шкафы устанавливают в химических лабораториях

Что касается всасывающих панелей, то их применяют в случаях, когда воздух в замкнутом пространстве насыщен ядовитыми газами, пылью и теплом. Панель располагают так, чтобы ядовитые составы находились на максимальной удаленности от работника. Вытяжные трубы для вентиляции дополняют встроенным двигателем и оперативно удаляют опасные суспензии. Рассматриваемые установки используют на сварочных постах, при обработке крупных изделий. От сварки они располагаются на удаленности до 3.5 м, оборудуются вентиляторами с одним или двумя двигателями.

Скорость движения воздушных масс должна соответствовать следующим критериям:

  • от 3.5 до 5 м/с, если речь идёт о выделении горячей пыли;
  • от 2 до 3.5 м/с, если при работе выделяются ядовитые или непыльные суспензии.

Специалисты акцентируют внимание на одном важном моменте – монтаж вытяжной вентиляции осуществляют при условии, кто 1 м2 панели отводит 3.3 тыс. м3 воздуха ежечасно.

Особое внимание на производстве уделяется вентиляционной системе

Бортовые отсосы актуальны для случаев, когда источник загрязнения удерживается в вертикальном положении, при помощи специальных подъёмников. Подобные установки получили широкое распространение в цехах, где проводится гальваническая обработка металлов, при которой опасные вещества наливают в специальную ёмкость, а затем засасываются через небольшое отверстие.

С конструктивной точки зрения вытяжная вентиляция производственных помещений представляет собой несколько воздуховодов, входные отверстия которых имеют узкую форму (до 10 см), располагаются они у краев ванны.

Расчёт параметров локальных вытяжек

Для поглощения опасных для человеческого здоровья выбросов и испарений устанавливают отсосы, выполненные в виде зонтов. Если их сложно приобрести, то всегда можно изготовить, подготовив соответствующий чертеж.

Параметры локальной вытяжки

На первом этапе определяются следующие данные, параметры:

  • площадь выделения вредных веществ – a * b, а также диаметр зонта – d;
  • скорость перемещения воздуха на участке работы — VB;
  • расчет местной вытяжной вентиляции проводится с учётом скорости всасывания в зонт – Vз
  • высота установки конструкции над источником выделения опасных загрязнений обозначают Z.

Одним из ключевых параметров, определяющих эффективность поглощения вредных веществ является высота установки вытяжного зонта. Инженеры рекомендуют подвешивать его как можно ниже к рабочей зоне, чтобы все испарения и выделения эффективно поглощались и отводились.

централизованная система локальной вентиляции

Установку вытяжной вентиляции выполняют, ориентируясь на следующие размеры зонта:

D = 0.8×Z+d, с учётом других параметров – A = 0.8×Z+a, при этом B = 0.8×Z+b.

Оптимальный уровень раскрытия зонта – 60 градусов. При таком значении исключается опасность образования застойных зон. Если речь идёт об очень низком помещении, лучше увеличить угол раскрытия до значения в 90 градусов. Что касается высоты нижней кромки, то она составляет от 180 см. Подключение вытяжки к вентиляции осуществляется таким образом, чтобы образовался доступ к откидным шторам с 3-х сторон.

Для помещений, где скорость движения воздушных масс составляет от 0.4 м/с, зонт лучше дополнить специальными шторами откидного типа. Представленные расчётные данные помогут точнее определить стоимость готового изделия, а также определиться с подходящим оборудованием. Впрочем, перед тем как подключить вытяжку к вентиляции, лучше проконсультироваться со специалистом, который может провести соответствующие расчёты, порекомендовать конкретные модели устройств.

Вытяжная вентиляция своими руками

Легче всего установить вытяжную вентиляцию в частном доме, причём оборудовать ее можно своими руками, не обращаясь за помощью к специалистам. Для каждого помещения устанавливается отдельный воздуховод, при этом он размещается в строго вертикальном положении. Важно помнить – каждый изгиб, «колено» или поворот уменьшает силу тяги в канале на 10-15%. Уменьшают скорость перепады по диаметру, выступы или неровности воздуховода.

Пример вентиляции загородного дома

Канальная вытяжная вентиляция завершается над основанием крыши дома. Минимальное сечение воздуховодов – 100 см2, чем больше, тем луче. Предпочтение отдают круглым вытяжным каналам, потому как у них минимальное сопротивление воздуху.

Проектирование вытяжной вентиляции начинают на этапе строительства загородного дома, благодаря чему в стенах легко спрятать вентканалы и шахты. Если этого не предусмотреть на стадии возведения объекта, придется проделывать отверстия соответствующих размеров в перекрытиях, прокладывать трубы и обустраивать кирпичный короб под шахту.

Область выхода шахты формируется самостоятельно, при этом верхнюю часть прикрывают специальным зонтиком для защиты канала от сора, осадков. Лучше всего разместить там же дефлектор. По цене он обойдется дороже традиционных козырьков, но и способствует усилению тяги внутри шахты.

Механическая вытяжная система

Сегодня вытяжки в вентиляционные каналы производятся как зарубежными, так и отечественными компаниями. Особого внимания заслуживает агрегат со следующими техническими характеристиками:

Характеристики вытяжного блока BW-700
Таблица 1. Характеристики вытяжного блока BW-700

Стоимость таких агрегатов варьируется в диапазоне от 30 до 130 тыс. руб., исходя из мощности агрегатов. Если говорить о применении установок в загородных домах и квартирах, то это просто нецелесообразно. Обусловлено это тем, что параллельно требуется обеспечить приток свежего кислорода с улицы. Бытовые приточные клапаны с этой задачей просто не справятся.

Профессионалы настоятельно рекомендуют устанавливать их в крупных промышленных объектах, производственных комплексах, цехах.

О том, как правильно устанавливать вытяжную вентиляцию, смотрите ниже: