Как подобрать приточно-вытяжную установку для коммерческого здания

Подбор приточно-вытяжной установки для коммерческого здания начинается после того, как определён необходимый воздухообмен. Но знать только требуемую производительность в м³/ч недостаточно. Установка должна не просто перемещать определённый объём воздуха, а обеспечивать этот расход через реальную сеть воздуховодов, фильтров, клапанов, теплообменников, шумоглушителей и воздухораспределительных устройств.

Поэтому две вентиляционные установки с одинаковой заявленной производительностью могут совершенно по-разному работать на одном и том же объекте. Одна сможет обеспечить расчётный расход при требуемом давлении, а другая после подключения к воздуховодам окажется значительно ниже проектной рабочей точки.

При подборе приточно-вытяжной установки для коммерческого объекта в Ростове-на-Дону необходимо одновременно учитывать расход воздуха, сопротивление сети, способ нагрева и охлаждения, рекуперацию, фильтрацию, уровень шума, автоматику, габариты оборудования и условия его эксплуатации.

Основная ошибка при выборе вентиляционной установки — ориентироваться только на производительность в м³/ч. Реальный подбор выполняется по рабочей точке системы: требуемому расходу воздуха при расчётном внешнем давлении.

Какие данные нужны до выбора установки

Прежде чем открывать каталог оборудования, необходимо определить параметры самой вентиляционной системы. Базовым является расчётный расход воздуха, но он формируется не одним числом для всего здания, а на основании потребностей отдельных помещений.

Для подбора установки обычно необходимы:

• расчётный приточный и вытяжной расход воздуха;
• схема воздуховодов;
• предварительные сечения магистралей;
• аэродинамическое сопротивление сети;
• требуемая температура приточного воздуха;
• расчётные наружные температуры;
• требования к фильтрации;
• необходимость рекуперации тепла;
• необходимость охлаждения и осушения;
• допустимый уровень шума;
• место размещения оборудования;
• ограничения по габаритам и массе;
• требования к автоматике и диспетчеризации.

Если речь идёт о реконструкции действующего здания, дополнительно проверяют доступные электрические мощности, существующие шахты, высоту запотолочного пространства, возможность прокладки магистралей и организацию сервисного доступа.

Общие принципы организации подачи наружного воздуха мы ранее разбирали в материале «Приточная вентиляция».

Производительность установки: почему одной цифры м³/ч недостаточно

Расчётный расход воздуха показывает, какое количество воздуха должно проходить через систему за час. Например, если объекту требуется 5000 м³/ч приточного воздуха, кажется логичным выбрать установку с паспортной производительностью 5000 м³/ч.

На практике такой подход может привести к ошибке.

Вентилятор работает не в свободном пространстве. Он должен преодолеть сопротивление:

• заборной решётки;
• воздушных клапанов;
• фильтров;
• рекуператора;
• нагревателя;
• охладителя;
• шумоглушителей;
• воздуховодов;
• отводов и переходов;
• регулирующих элементов;
• решёток и диффузоров.

Каждый элемент создаёт потерю давления. Чем длиннее и сложнее сеть, тем больше сопротивление должен преодолеть вентилятор.

Поэтому правильный подбор выполняется по характеристике вентилятора. Необходимо найти точку, в которой установка одновременно обеспечивает требуемый расход воздуха и необходимое внешнее статическое давление.

Как определить необходимое внешнее давление

Внешнее статическое давление — один из ключевых параметров, который часто недооценивают при подборе вентиляционной установки.

Чтобы его определить, выполняют аэродинамический расчёт наиболее неблагоприятной ветви сети. Обычно рассматривается путь от вентиляционной установки до наиболее удалённого или наиболее нагруженного воздухораспределительного устройства.

На этом пути суммируют потери давления во всех элементах:

• прямых участках воздуховодов;
• отводах;
• тройниках;
• переходах;
• клапанах;
• шумоглушителях;
• диффузорах и решётках;
• других элементах сети.

Например, две системы с одинаковым расходом 5000 м³/ч могут требовать совершенно разного давления. Для компактной сети может быть достаточно относительно небольшого напора, а протяжённая система с большим количеством поворотов, клапанов и распределительных устройств потребует существенно более высоких характеристик вентилятора.

Если установка не обеспечивает расчётное давление, наиболее удалённые помещения будут получать меньше воздуха, чем предусмотрено проектом.

Попытка компенсировать это простым увеличением оборотов вентилятора может привести к росту шума, энергопотребления и нагрузке на оборудование.

Нужна ли рекуперация тепла

Для большинства современных коммерческих объектов приточно-вытяжную систему целесообразно рассматривать вместе с рекуперацией тепла.

В такой установке вытяжной воздух перед удалением из здания передаёт часть своей энергии наружному приточному воздуху.

Зимой это позволяет предварительно нагревать холодный наружный воздух, а в тёплый период при соответствующих условиях — снижать часть нагрузки на охлаждение.

В результате уменьшается требуемая мощность последующего нагрева или охлаждения и снижаются эксплуатационные затраты.

Но наличие рекуператора само по себе ещё не означает, что установка подобрана правильно. Необходимо учитывать:

• тип теплообменника;
• реальную эффективность в расчётных условиях;
• сопротивление рекуператора;
• риск обмерзания зимой;
• схему защиты от замерзания;
• возможность перетока между притоком и вытяжкой;
• назначение обслуживаемых помещений.

Подробнее принцип таких систем рассмотрен в статье «Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла».

Как выбрать нагреватель и охладитель

После определения расхода воздуха необходимо понять, до каких параметров он должен быть обработан.

Зимой наружный воздух требует нагрева. В зависимости от объекта и доступных инженерных ресурсов могут использоваться электрические или водяные нагреватели.

Электрический нагреватель проще с точки зрения подключения к системе теплоносителя, но при больших расходах воздуха может потребовать значительной электрической мощности.

Водяной нагреватель часто используется на крупных объектах, где доступна система теплоснабжения. Его подбор требует расчёта температуры теплоносителя, расхода воды, мощности теплообменника и защиты от замерзания.

В тёплый период может потребоваться охлаждение приточного воздуха. Для этого применяются водяные или фреоновые охладители в зависимости от общей климатической концепции объекта.

Важно понимать, какую задачу должен решать охладитель. В одном проекте достаточно немного снизить температуру приточного воздуха, в другом вентиляционная система должна участвовать и в удалении значительной части избытков тепла или влаги.

Поэтому холодильная мощность определяется расчётом, а не только по температуре воздуха на входе и выходе.

Нельзя отдельно подобрать вентиляционную установку, а затем просто добавить к ней любой нагреватель или охладитель. Все элементы должны рассчитываться для одного расхода воздуха и согласованной рабочей точки.

Как подбирается фильтрация

Фильтры защищают помещения и оборудование от загрязнений, поступающих с наружным воздухом. Но чем выше требования к очистке, тем больше сопротивление фильтрующей секции и тем сильнее оно меняется по мере загрязнения фильтра.

Поэтому вентиляторы должны рассчитываться не только на абсолютно чистые фильтры.

При выборе системы учитывают:

• качество наружного воздуха;
• назначение помещений;
• требования к степени очистки;
• количество ступеней фильтрации;
• начальное и конечное сопротивление фильтров;
• удобство их замены;
• контроль загрязнения.

Для обычного административного здания и объекта с повышенными требованиями к чистоте воздуха состав фильтрации будет отличаться.

Избыточная фильтрация без технической необходимости тоже нежелательна: она увеличивает сопротивление сети, мощность вентиляторов и эксплуатационные расходы.

Почему важно заранее учитывать размещение установки

Даже технически подходящую вентиляционную установку ещё необходимо физически разместить на объекте.

Она может устанавливаться:

• в отдельной венткамере;
• в техническом помещении;
• под потолком;
• на кровле;
• на наружной технической площадке.

От расположения зависят требования к корпусу, теплоизоляции, защите от атмосферных воздействий, дренажу, шуму и сервисному доступу.

Особенно важно не ориентироваться только на внешние габариты корпуса. Для обслуживания необходимо пространство для:

• замены фильтров;
• извлечения теплообменников;
• доступа к вентиляторам;
• обслуживания приводов и клапанов;
• работы с автоматикой;
• очистки рекуператора и других секций.

Если установка помещается в венткамеру с минимальным зазором, но фильтр невозможно извлечь, такое размещение нельзя считать нормальным.

На стадии проектирования коммерческого объекта в Ростове-на-Дону сервисные зоны желательно согласовывать ещё до окончательного утверждения архитектуры технических помещений.

Шум и вибрация: что учитывать при подборе

Для офиса, гостиницы, медицинского центра или административного здания акустические характеристики зачастую не менее важны, чем производительность.

Шум может распространяться:

• от вентилятора по воздуховодам;
• через корпус установки;
• по строительным конструкциям в виде вибрации;
• через наружные воздухозаборные и выбросные устройства.

Поэтому в проекте могут предусматриваться шумоглушители, гибкие вставки, виброизолирующие опоры и правильные скорости воздуха в магистралях.

Просто установить более мощный вентилятор и затем «задушить» систему клапанами — плохой способ получить требуемый расход. Такой подход обычно увеличивает шум и энергопотребление.

Гораздо правильнее подобрать рабочую точку вентилятора максимально близко к реальным условиям сети и предусмотреть возможность регулирования производительности.

Какая автоматика нужна приточно-вытяжной установке

Современная приточно-вытяжная установка — это не только вентиляторы и теплообменники. Для стабильной работы необходима автоматика.

Она может управлять:

• приточным и вытяжным вентиляторами;
• воздушными клапанами;
• электрическим или водяным нагревателем;
• охладителем;
• рекуператором;
• байпасом;
• защитой от замерзания;
• температурой приточного воздуха;
• давлением в воздуховодах;
• загрязнением фильтров;
• режимами по расписанию.

На крупных коммерческих объектах установка может интегрироваться с BMS здания и передавать туда режимы работы, температуры, аварии и другие параметры.

Если объект используется неравномерно, желательно заранее предусмотреть возможность изменения расхода воздуха. Для этого могут применяться EC-вентиляторы, частотные преобразователи, датчики давления, CO₂ и зональные системы регулирования.

Это особенно важно для помещений с переменной заполняемостью: офисов, переговорных, конференц-залов, магазинов и других коммерческих пространств.

Нужен ли запас производительности

Небольшой технически обоснованный запас может быть полезен, но выбирать установку значительно большей производительности «на всякий случай» не следует.

Слишком большая установка обычно означает:

• более крупный корпус;
• повышенную стоимость;
• большую электрическую мощность;
• потенциально более высокий шум;
• необходимость сильнее ограничивать расход при эксплуатации.

Запас должен учитывать реальные неопределённости проекта: возможные изменения планировки, небольшое увеличение количества людей, загрязнение фильтров и рабочие характеристики вентилятора.

Но он не должен компенсировать отсутствие расчёта.

Типичные ошибки при подборе приточно-вытяжной установки

На коммерческих объектах ошибки при выборе установки часто становятся заметны только после монтажа, когда изменить оборудование или воздуховоды уже значительно сложнее.

Наиболее характерные ошибки:

• подбор только по производительности в м³/ч без учёта внешнего давления;
• отсутствие аэродинамического расчёта сети;
• неучтённое сопротивление фильтров и других элементов;
• неправильный расчёт нагревателя;
• отсутствие защиты водяного теплообменника от замерзания;
• неправильный подбор рекуператора для условий объекта;
• чрезмерно высокие скорости воздуха и шум;
• отсутствие места для обслуживания;
• неподходящие габариты оборудования для венткамеры;
• автоматика, не соответствующая реальным сценариям эксплуатации.

Отдельная проблема — выбор установки до того, как рассчитана сеть воздуховодов. В таком случае реальное сопротивление системы становится известно уже после закупки оборудования, и характеристики вентилятора могут не соответствовать проекту.

Как выглядит правильная последовательность подбора

Для коммерческого здания подбор рационально выполнять последовательно.

1. Определить назначение помещений и расчётное количество людей.
2. Рассчитать необходимый приточный и вытяжной расход воздуха.
3. Сформировать предварительную схему воздуховодов.
4. Выполнить аэродинамический расчёт и определить требуемое давление.
5. Определить состав установки: фильтры, рекуператор, нагреватель, охладитель и другие секции.
6. Рассчитать тепловую и холодильную мощность.
7. Проверить рабочую точку вентиляторов.
8. Проверить уровень шума.
9. Согласовать габариты и сервисные зоны.
10. Определить алгоритмы автоматики и требования к BMS.

После этого можно корректно сравнивать конкретные модели и производителей.

Правильно подобранная приточно-вытяжная установка — это оборудование, которое обеспечивает расчётный расход воздуха именно в составе конкретной вентиляционной сети, а не только показывает нужную цифру в каталоге.

Подводим итог

Подбор приточно-вытяжной установки для коммерческого здания начинается с расчёта воздухообмена, но им не заканчивается.

Необходимо определить сопротивление сети и рабочую точку вентиляторов, подобрать фильтрацию, рекуперацию, нагрев и при необходимости охлаждение приточного воздуха.

Кроме того, учитываются шум, энергопотребление, место размещения оборудования, сервисный доступ и система автоматики.

Именно комплексный подход позволяет получить вентиляцию, которая в реальной эксплуатации обеспечивает расчётный расход воздуха во всех помещениях и при этом не требует неоправданных затрат энергии.

«Сплит Центр» выполняет расчёт, проектирование, подбор, поставку и монтаж вентиляционных систем для коммерческих объектов. На предварительном этапе для оценки решения необходимы планы здания, назначение помещений, количество людей и основные требования к режиму эксплуатации.

Часто задаваемые вопросы