Обычная ошибка при создании систем вентиляции и кондиционирования связана с тем обстоятельством, что игнорируется или недооценивается проблема создания правильного давления в помещениях. Например, случай «ниже атмосферного давления». Основная ошибка заключается в неправильном проектировании системы вентиляции, когда создается система вытяжки без надлежащей системы притока воздуха.
Это становится причиной создания в помещении отрицательного давления. Результат — хлопающие двери, поступление грязного воздуха с улицы внутрь. Система приточно-вытяжного кондиционирования и вентиляции тоже не является универсальным решением проблемы, если были допущены ошибки на стадии проектировки.
Основные из них следующие: неверный расчет расхода воздуха в помещении и расходы воздуха в сопряженных помещениях не сбалансированы или вышли из состояния баланса в результате установки какого-либо оборудования, которое в проекте отсутствовало (вытяжные вентиляторы в кухнях или туалетных комнатах). Чаще всего подобная ситуация наблюдается в жилых многоквартирных домах. Особенно в домах старой постройки, где закладывались и закладываются естественные системы вентиляции. В результате воздух перетекает, перенося с собой посторонние запахи.
Какое же давление следует создавать в помещениях?
Ответ на этот вопрос зависит от назначения этих помещений. В большинстве случаев в офисных и жилых помещениях следует создавать положительное по отношению к окружающей среде давление. Его рекомендуемое значение — приблизительно 1 Па. Такое давление не препятствует легкому открыванию и закрыванию дверей, оставаясь комфортным для человека. В то же время оно предотвращает неконтролируемый приток наружного воздуха внутрь.
Однако, в целом ряде случаев давление в помещении должно быть ниже атмосферного. Это характерно для производств и лабораторий, имеющих дело с веществами, которые не должны поступать в окружающую среду. Например, помещения, где производятся лакокрасочные работы — здесь должна быть эффективная система приточно-вытяжной вентиляции, но ядовитые пары краски не должны попадать в атмосферу без предварительной фильтрации. Также условие отрицательного давления касается учреждений здравоохранения, где возможно попадание инфекции в воздух. В инфекционных больницах необходимо создание зон с пониженным давлением, где и размещают больных.
Методы создания систем с контролируемым давлением
Регулировать давление в помещениях можно на стадии проектировки, закладывая соответствующие мощности приточно-вытяжных систем или с помощью автоматики. Такое управление возможно при помощи частотных преобразователей, которые позволяют регулировать производительность оборудования, нагнетающего воздух в здание. Широкое распространение и доступность таких частотных преобразователей в последнее время существенно упростило создание систем вентиляции и кондиционирования, обеспечивающих заданное давление внутри зданий.
В системах с постоянным объемом воздуха достаточно установить частотный преобразователь в приточный или вытяжной канал. Регулируя поток входящего или выбрасываемого воздуха, можно поддерживать давление на заданном уровне. В случае систем с переменным объемом воздуха (VAV-системы) частотные преобразователи устанавливаются на обоих вентиляторах. В таких системах приток и удаление воздуха происходят с помощью использования надпотолочного и подпольного пространства.
Большое количество зон контроля и сложный расчет расхода воздуха требуют регулировки на обоих концах системы. Частотный преобразователь на приточном вентиляторе обычно поддерживает давление в подающем воздуховоде, частотный преобразователь на вытяжном вентиляторе поддерживает давление в помещении. Важно учитывать, что для энергоэффективности работы вентиляционной системы воздух, как правило, не выбрасывается из здания, а запускается в рециркуляцию с добавлением свежего атмосферного воздуха, и каждый тип зданий требует отдельного подхода к организации притока чистого воздуха. При этом его количество регулируется стандартами и СНиПами.
Энергоэффективность здесь обусловлена тем, что нет необходимости обогревать или кондиционировать другие новые и значительные объемы воздуха. Также управлять потоком входящего воздуха можно при помощи системы заслонок и механических регуляторов. Но это не самый точный и эффективный способ. К тому же он обладает низкой энергоэффективностью — потребление энергии приточными насосами остается постоянно высоким, что приводит к снижению экономичности.
Измерение малых перепадов давления
Наиболее сложной частью задачи регулирования давления в помещениях является измерение чрезвычайно малых перепадов давлений. Помимо необходимости замера давления, нужно максимально отфильтровать все возмущения давления. Это производится с использованием щупа давления внешнего воздуха. Даже малое дуновение воздуха может создать динамическое давление, существенно превосходящее 1 Па.
Поэтому щуп давления внешнего воздуха должен измерять только статическое давление. На рынке представлены подобные щупы, например, американского производства, однако их часто изготавливают самостоятельно. Щуп состоит из двух пластин около 100 мм в диаметре, расположенных на расстоянии приблизительно 1 мм друг от друга. В центре одной из пластин просверливается тонкое отверстие. К нему припаивается или приваривается штуцер для подсоединения трубки, передающей давление к датчику.
По большому счету это портативный манометр. Он может быть установлен на крыше здания на штативе. Щуп внутри здания может быть такой же. Однако, если существует место в помещении, где гарантировано отсутствие динамичных потоков воздуха, достаточно просто подвести в это место трубку от датчика. В качестве датчика можно рекомендовать различные модели с диапазоном измерения от –1,27 до +1,27 мм водяного столба.
В итоге для построения комфортного, качественного с санитарной точки зрения климата на стадии проектировки необходимо учитывать множество факторов: специфику помещения, целевое назначение, предполагаемую температуру и влажность. Это необходимо для того, чтобы быть готовым к изменению режима работы приточно-вытяжной вентиляции. В современных системах центрального кондиционирования типа «чиллер–фанкойл» и тем более теплонасосных системах, решение проблемы комфортного давления обеспечено в комплексе.
Адекватная система автоматики, правильное распределение зон контроля и гибкость позволяет выстраивать и регулировать входящие и исходящие воздушные потоки. Фактически наиболее универсальным способом регулирования давления в зданиях остается управление производительностью приточных и вытяжных насосов с помощью частотных преобразователей, находящихся под управлением автоматизированных контроллеров.
