Движение воздуха возникает в связи с разницей давления или при нарушении равновесия в результате: разницы температур (естественная вентиляция через окна), влияния ветра (двери и вытяжные шахты) и работы вентиляторов (принудительная вентиляция: приточная, вытяжная и кондиционирование воздуха).

 

I. Естественная вентиляция.

 

Неорганизованная вентиляция осуществляется в основном не через стены, а через щели в притворах окон, дверей и коробок для опускания жалюзи.

 

Проветривание через окна, как правило, достаточно для жилых помещений. Эффективными являются окна с подъемными створками: наружный воздух поступает снизу, а воздух помещения удаляется в верхней части окон (рис. 1). Более интенсивную вентиляцию обеспечивают вытяжные каналы и шахты во внутренних стенах, применяемые в кухнях, уборных, ванных и т.п.; их целесообразно располагать рядом с дымоходами, так как тяга усиливается благодаря нагреву. Работа вентиляционных шахт основана на разнице в удельном весе наружного и внутреннего воздуха. Поэтому они надежно работают только зимой. Поскольку тяга в них невелика, они не должны быть малого сечения (учитывая сопротивление на трение). Открытые приточные отверстия лучше всего размещать у потолка. Поступление через них холодного воздуха зимой создает опасность образования сквозняков. Ветер способствует естественной вентиляции. При ветре дефлекторы улучшают работу шахт, при безветрии — ухудшают.

 

Скорость движения воздуха в вытяжных шахтах квадратного сечения при разнице температур внутреннего и наружною воздуха в 1°С равна: в шахтах сечением 300 х 300мм, высотой 10м………0,4м/с; высотой   30 м…………0.6 »; в шахтах сечением 500 х 500мм, высотой 10м…………0,45 »; высотой 30 м……0,65 »

 

Ввиду ненадежной работы вытяжные шахты применяют только там, где их действие не ограничено временем, например в кухнях, ванных комнатах, прачечных, из которых необходимо удалять конденсирующиеся на стенах испарения, устраняя тем самым сырость и кухонные запахи; для этого требуется время; кратковременный, хотя бы и интенсивный, воздухообмен этого не обеспечивает.

 

Устройство приточных и вытяжных отверстий в стенах создает зимой сквозняки. Лучше применять вентиляционные установки с подогревом приточного воздуха, еще лучше системы кондиционирования воздуха.

 

II. Основные правила устройства систем кондиционирования воздуха и вентиляции

 

Для обеспечения надежной вентиляции и кондиционирования воздуха в общественных помещениях требуется объём не менее 3 м3 на 1 чел.

 

При минимальной норме подачи свежего воздуха 20 м3/ч на 1 чел. (для помещений, где курить запрещено) это составляет 7-кратный обмен; при норме 30 м3/ч на 1 чел. (для помещений, где разрешено курить) — 10-кратный обмен воздуха. Желательно повысить нормы на 10 м3/ч на 1 чел. Однако установки с более интенсивным воздухообменом невыгодны, поэтому лучше увеличить объем помещений. В высотных зданиях с герметичными окнами нормы подачи свежего воздуха следует почти удвоить. При температуре наружного воздуха ниже 0° и выше + 26°С нормы снижают во избежание чрезмерного увеличения числа нагревательных или охлаждающих приборов; при этом следует считаться с ухудшением качества воздушной среды.

 

Вентиляция или кондиционирование воздуха имеют своей целью удаление из общественных помещений запахов и табачного дыма, а также тепла и влаги, выделяемых людьми. Летом, кроме того, требуется охлаждение и осушение воздуха.

 

Значения температуры и влажности воздуха по DIN 1946:

В вентиляционных установках и системах кондиционирования осуществляются следующие операции:

 

1. Фильтрация

 

Для очистки воздуха от крупных пылевых частиц (размером 5 до 50 мкр) применяют:

 

а) металлические пластинчатые фильтры, смоченные маслом, или автоматические циркуляционные фильтры, главным образом в промышленных зданиях. Их недостаток: воздух увлекает за собой пары масла;

б) сухие многослойные фильтры из тканей или стекловолокна в металлических рамках (невосстанавливаемые), а также ленточные фильтры с автоматической очисткой.

 

Для окончательной очистки воздуха и для очистки газов применяют:

 

в) электрические фильтры. Пыль ионизируется и осаждается на металлических пластинках с отрицательным зарядом. Такие фильтры обладают весьма малым сопротивлением воздушному потоку. Недостатком является необходимость в камерах больших размеров; для промывки используют тёплую воду;

г) фильтры с бумажной, асбестовой массой или со стекловолокном. Их достоинство: низкая стоимость, отсутствие коррозии в агрессивной воздушной среде, высокая надежность в эксплуатации; недостаток: большое сопротивление (по сравнению с эктрофильтрами), увеличивающееся по мере их загрязнения, что нарушает воздушный режим в здании;

д) промывку воздуха, при которой воздух очищается от пыли, аэрозолей и паров кислот, но не очищается от сажи. Поэтому промывку не применяют в районах с большим числом топок на жидком топливе.

 

2. Подогрев воздуха

 

Для подогрева воздуха применяют:

 

а) печи на твердом или жидком топливе с воздушными камерами при обычном воздушном отоплении; такие печи плохо регулируются;

б) нагревательные приборы, отапливаемые естественным или искусственным газом и хорошо регулируемые;

в) паровое отопление низкого давления и водяное отопление с регистрами из оцинкованных стальных ребристых труб или из медных труб с рёбрами из меди или алюминиевого шлака. Их регулировка надежна и проста. Не требуется устройство дымовых труб.

 

3. Охлаждение воздуха

 

В основном применяют в промышленных зданиях, где круглогодично требуется постоянный температурно-влажностный режим, а летом также в торговых и конторских зданиях, театрах и кинотеатрах. Для охлаждения воздуха используют:

 

а) воду из водопроводной сети или колодцев, если её температура ≤ 13°С. Воду из колодцев следует по возможности возвращать в грунт во избежание понижения уровня грунтовых вод. Использование воды из водопровода в большинстве городов запрещено и невыгодно из-за высокой стоимости;

б) компрессорно-холодильные установки на неядовитых хладагентах (фриген 12 или 22). При их смежном расположении с центральным кондиционером можно использовать испарение хладагента непосредственно в охлаждающих батареях кондиционера;

в) в более крупных установках используют насосную циркуляционную систему охлаждения воды или растворов с замкнутым циклом. Преимущества этой системы: сосредоточение всей системы охлаждения в одном месте, локализация шумов и вибраций, надежность в эксплуатации.

 

Неядовитые хладагенты следует применять в герметических поршневых компрессорах, так как в ротационных компрессорах с сальниками дорогой хладагент постепенно улетучивается.

 

В крупных центральных холодильных установках приметают:

 

г) герметичные турбокомпрессоры для сжатия хладагента (в едином агрегате собраны двигатели с компрессором, аппарат водоохлаждения и конденсатор); агрегаты бесшумные и слабо вибрирующие;

д) абсорбционные холодильные машины, работающие на бинарном водном растворе бромистого лития. У охлаждаемой воды путем её испарения отбирается тепло, водяные пары абсорбируются раствором бромистого лития и в процессе цикла работы снова испаряются и конденсируются, возвращаясь к начальному процессу испарения. Весьма компактная, бесшумная установка, лишенная вибрации;

е) пароструйные холодильные машины, где струя пара, направленная с большой скоростью, создает разрежение в камере. Циркулирующая вода распыляется, испаряется и при этом охлаждается. Холодная вода подается в камеры охлаждения воздуха системы кондиционирования.

 

Во всех холодильных машинах тепло от конденсации должно быть воспринято и отведено водой из водопроводной сети, колодца или циркулирующей водой. В последнем случае требуется устройство башенного охладителя (градирни), где циркуляционная вода, стекая тонкими струями по насадкам, через которые продувается воздух, охлаждается испарением. Башенный охладитель располагают в стороне или лучше на крыше здания для уменьшения шума и потерь воды.

 

4. Промывка, увлажнение и охлаждение воздуха посредством испарения воды

 

Одновременно с промывкой воздуха происходит его увлажнение до постоянной влажности и очистка. При насыщении, т. е. при повышении абсолютной влажности воздуха, промывка приводит к охлаждению воздуха посредством испарения (в установках кондиционирования воздуха на промышленных предприятиях в местностях с сухим воздухом этот способ является самым дешевым способом охлаждения).

 

Вода подается насосами к камере промывки и распыляется форсунками. Камеры делают из оцинкованной листовой стали, кирпичными или бетонными. Для предотвращения попадания нераспылённой воды в камеру кондиционирования на пути воздушного потока устраивают перегородки из листовой стали, задерживающие водяные капли. Применяют и другие приборы увлажнения, в том числе:

 

а) испарители на нагревательных приборах или распылители;

б) централизованные испарители, подогреваемые паром или электричеством; их недостаток: образование накипи, низкая производительность;

в) циркуляционные распылители, пригодные только при малом расходе воздуха.