Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции


Приточная вентиляция является одним из основных компонентов систем кондиционирования  помещений. Но, кондиционирование, вовсе не всегда означает наличие кондиционера. Существуют, более экономически оправданные технические решения, одним из которых является приточная вентиляция с подогревом. Наиболее отчетливо  потребность в ней выражена в помещениях, где существует необходимость удаления нежелательной ароматики, например это – биологические и химические лаборатории, различные предприятия фармацевтики.  Нелишним будет наличие такой приточки для помещений, где по тем или иным причинам, вынуждено, находится большее число людей, чем предполагают действующие санитарные нормы.

«Типовой»  вентиляционный блок обогреваемой приточки изображен на фото 1.

Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции
Фото 1

Фильтр состоит из вкладыша синтепона или иглопробивного войлока и может также включать вкладыш активированного угля, а также электростатический фильтр, в зависимости от требования к очистке поступающего воздуха. Вентилятор, как правило, выполняется на основе асинхронного двигателя специальной конструкции, однофазного или трехфазного электропитания фото2.


Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции
Фото 2

Иногда такой вентилятор называют канальным. При желании избавиться от шума вентилятора полностью, используют вентилятор для уличной установки с воздухозаборным узлом в виде улитки. В них, как правило,  и двигатель мощнее и рассчитан он на больший диапазон температур.

Нагреватели для приточки  отличаются разнообразием. Это могут быть электроТЭНы с оребрением или без, керамические, изготавливаемые из полупроводниковых структур.

Наиболее дешевыми являются ТЭНы. Они, как впрочем и многие другие виды нагревателей, предназначены для работы в условиях постоянного обдува воздухом. По этой причине эти нагреватели, как правило, комплектуются защитным термостатом для возможности их отключения от питающего напряжения, если этот обдув по какой-либо причине  прекращается. Иногда наладчики приточек допускают ошибку, используя этот термостат для регулирования температуры воздуха на выходе установки, чего категорически не следует делать, поскольку во-первых такого рода термозащитные приборы имеют ограниченное конструкцией число срабатываний, во-вторых термостат переключается при достаточно длительном воздействии охлаждения или нагрева и, наконец, процесс переключения термостата никак не оказывается привязанным к переходу сетевого напряжения через нулевой уровень, что приводит к искрению на контактной площадке и преждевременному ее обгоранию.

ходя из всего этого, хорошим правилом было бы быть: задействовать  контакт термостата для отключения симисторного коммутатора в случае возможного перегрева в зоне ТЭНов, о чем речь пойдет дальше.

Итак, становиться понятно, что нагрев нагревательного блока приточной вентиляции  должен быть дозированным и эту дозировку целесообразно выполнить на основе симисторного коммутатора. Одним из вариантов управления симисторным коммутатором может являться использование прибора измерителя –регулятора температуры с LED индикатором показаний этой самой температуры. Тем, кто имел дело с холодильной техникой, наверняка известны приборы -регуляторы температуры серии EVKO. Мне неоднократно приходилось приспосабливать данные регуляторы для регулирования температуры воздушных электронагревателей. Для примера возьмем прибор EVK201 (фото3).

Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции
Фото 3

Прибор рассчитан на работу в паре с термисторным датчиком температуры  РТС типа, которым может быть в комплекте с прибором или покупается отдельно.


Выходным органом регулирования в EVK201 является встроенное внутрь малогабаритное электромагнитное реле реле с током контакта до 10 А и напряжением =12В, получаемым от внутреннего блока питания EVK201. Кроме того, поскольку прибор изначально предназначен для работы с холодильными установками, нам следует изменить и логику работы EVK201, т.е. при достижении температуры регулятор должен будет отключать ТЭНы, а не включать холодильный компрессор холодильника.

Проделать эти две доработки не особо трудно, поскольку прибор лицевой панелью с LED индикатором, в которую впаивается плата управления, может быть легко разобран, разблокировкой защелок,  для проведения указанных модификаций. Реле (его здесь следует заменить на электронное, на базе оптопары с переключением по переходу напряжения через ноль, например MOC3083) можно удалить выпаиванием или  просто перерезать проводящую дорожку резаком. Необходимо также добавить в схему инвертор, на транзисторном ключе, для изменения логики работы с подключением к последнему транзисторному ключу, который легко определяется по близости к выходному электромагнитному реле) см. рис1.

Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции
Рис 1

На клемму выхода 4 модифицированного EVK201, таким образом, подключается коллектор этого транзисторного инвертора (через r2).


тчик температуры целесообразно расположить сразу после блока с нагревателями, в 10 см от последних,  сверху короба. Почему именно так? Дело здесь в том, что в случае непредвиденного снижения потока воздуха через нагреватель (остановился вентилятор, забился фильтр) горячий воздух, конвективно, будет поступать от нагревателей к температурному датчику и отключит нагрев, возможно, даже до того, как сработает термостат, что вне сомнения увеличивает рабочий ресурс последнего.

Вся документация по приборам EVK доступна в сети. Уставку на отключение, с помощью кнопок, устанавливаем на требуемую температуру, руководствуясь документацией  на EVK (см. вложение). Гистерезис регулятора устанавливаем минимальный 0,1 Град С . Как показывает практика прибор реагирует на переключение с скоростью не более 0,2 сек , что выгодно отличает его от аналогов и избавляет пользователя от неприятных ощущений, связанных с контрастом температуры приточного воздуха, в сезон, когда снаружи достаточно низкая температура.

Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции
Рис 2

На схеме рис 2 приведен пример практической реализации блока управления подогревом приточного воздуха с основным и вспомогательным вентиляторами В1 и В2. На фото 4 показана внутренняя часть блока.


Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции
Фото 4

Вариант лицевой части блока управления приточкой для химической лаборатории, с двумя группами ТЭНов, показан на фото 5.

Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции
Фото 5

В данной реализации вспомогательная группа ТЭНов автоматически включается, если основная группа «не справляется» ввиду слишком низкой температуры наружного воздуха и/или высокой скорости вентилятора. В этом случае гистерезис для прибора вспомогательной группы настраивается с достаточным разбегом в несколько градусов, с тем, чтобы эти коммутации (осуществляются с помощью магнитного пускателя) были бы достаточно редкими и не тревожили бы тем самым пользователя.

Отметим в заключение ряд важных моментов. Большую гибкость в работе приточной вентиляции может обеспечить регулирование скорости канального вентилятора. Наиболее простое решение для этого – диммер, для однофазного двигателя и/или регулятор мощности на основе ранее предложенных автором схем (http://cxem.net/house/1-385.php). При этом следует учесть, что регулировать скорость вентилятора возможно лишь в некоторых пределах при условии, чтобы она не понижалась ниже некоего критического предела, начиная с которого возможен перегрев нагревателей. Также необходимо учитывать и требования противопожарных мероприятий, согласно которым при возникновении в помещении пожарной ситуации, что в настоящее время достаточно надежно определяется более – менее современными пожарными извещателями, приточная вентиляция должна прекратить работу.

Определение вентиляции приточного типа с подогревом


Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции

Отличие приточной вентиляции от стандартных систем заключается в том, что она забирает воздушные массы с наружной стороны. В итоге атмосфера в помещении не только прогревается и охлаждается, но также дополнительно насыщается кислородом. Установка такой вентиляционной системы нужна в комнатах, где постоянно требуется очищенный и нагретый воздух. Ее ставят в квартирах, домах частного типа и на производстве. За счет особой конструкции использованные и прогретые воздушные потоки внутри нее не перемешиваются друг с другом. Подогревательный клапан чаще монтируют в стены при наличии окон из пластика в доме, поскольку они тормозят процессы естественного вентилирования. В перечень элементов такой системы входит:

  • воздухозаборная решетка, играющая роль защитного барьера для мусора и также являющаяся декоративной;
  • приточный клапан с подогревом для блокировки холодного воздуха зимой и горячего летом;
  • фильтры для очищения прогретого воздуха;
  • ТЭНы, работающие на электричестве, и водяной калорифер.

Приточный стандартный вентилятор с подогревом в системе дополнен рекуператором, глушителем шума и диффузорами. Вентиляционная конструкция зависит от вида и способа установки всей системы в целом.

Разновидности приточной вентиляции

Приточная вентиляция с подогревом воздуха для дома либо квартиры делится на два типа: центральная и компактная. У каждого вида есть свои характерные особенности и отличия.

Центральная

Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции

За температуру потоков отвечают вентиляторы с нагревом, осуществляемым при помощи электрического либо водяного калорифера. Первый вариант работает от электросети, второй встраивают в центральную отопительную систему. Некоторые приборы дополняют рекуператорами, осуществляющими тепловой обмен между воздухом, поступающим с улицы, и прогретыми воздушными потоками, выходящими наружу. Центральная система считается наиболее функциональной, но ей требуется больше места для размещения, монтаж должен проводиться специалистами, что влечет за собой существенные расходы.


Компактная

Малогабаритная система либо бризер представляет собой маленькое устройство для выдачи свежих воздушных потоков в комнату, которое устанавливают на стене. Внутри него находится нагревательная деталь из керамики, подогревающая входящие воздушные потоки и дополненная опцией климатического контроля, задающей нужную температуру. Прибор помогает очищать воздух с помощью системы фильтрации, состоящей из трех уровней. Она не пропускает наружу частицы грязи, пыли, сажу, пыльцу, микробы и аллергены, что делает компактную систему идеальным выбором для создания экологичного микроклимата. Установка бризера занимает не больше часа, при этом не требуя особых усилий и серьезных финансовых затрат.

Достоинства и недостатки системы

Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции

Система приточной вентиляции домашнего или промышленного типа имеет свои плюсы и минусы, которые следует обязательно учитывать перед установкой. В перечень ее достоинств входит:

  • возможность циркуляции воздуха вне зависимости от условий погоды и внутреннего климата в помещении;
  • экономия расходов на газовое или электрическое отопление в зимний период при установке приточно-вытяжной системы, дополненной рекуперацией;
  • наличие очищающих фильтров;
  • отсутствие необходимости в постоянном контроле благодаря автоматической работе.

Подогреватель воздуха в любой системе вентиляции имеет свои минусы, к которым обычно относят повышенный уровень шума, внушительные габариты системы и необходимость выделять для нее дополнительное место, а также создавать схему проекта.

Принцип работы

Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции

Вентиляционная система функционирует по стандартному и простому принципу. На первичном этапе воздух снаружи проходит сквозь воздухозаборник, дополненный решеткой из пластика, которая задерживает попадание внутрь загрязнений, насекомых и пуха, но не мешает поступлению воздуха. После воздушные массы идут через специальный сквозной канал или воздуховод. Стенки такого канала утепляют дополнительно изнутри шахты с помощью шумо- и теплоизоляционных труб из пластика, обрабатывая каждый стык герметичным составом для защиты стенок от промерзания.

В местах соединений воздуховода с основой устройства монтируется заслонка на автоматике. Она самостоятельно закрывается после выключения прибора, чтобы предотвратить поступление холодного воздуха внутрь комнаты, которую нужно обогреть. Также она будет закрыта, если входящий воздушный поток отклонится от нормы – его температура не должна опускаться ниже -40 градусов. Во время прохождения сквозь нагреватель температура воздуха повышается до необходимой отметки с помощью функции климатического контроля. Владелец может указать необходимое температурное значение для воздушного нагрева, и оно будет оставаться на этом уровне.


За счет оптимальной конструкции система, в которой присутствует подогрев выходящего воздуха, не провоцирует сквозняки даже в холодное время года. Температура будет всегда поддерживаться на нужном уровне без контроля со стороны пользователя.

Способы управления подогревом воздуха

Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции

Управлять системой подогревания воздуха в рамках приточного вентилирования любого типа можно в ручном или автоматическом режиме. Большинство современных устройств оснащены автоматикой, но управление некоторых из них осуществляется по стандартному принципу вручную.

Ручной режим

При ручном управлении на любом приборе для обогрева предусмотрен набор кнопок, при помощи которых можно регулировать температуру, включать и выключать устройство, корректировать настройки программ под конкретные параметры. Такое управление предназначено для тех, кто планирует пользоваться только базовыми опциями вентиляционной системы без необходимости подключать к ней рабочее приложение.

Автоматический режим

Как сделать подогрев воздуха в приточной вентиляции

При желании устройство можно подключить к системе умного климата под названием MagicAir и запускать в автоматическом режиме подогрева и управления. В качестве центра управления используется смартфон, на который устанавливается приложение. С его помощью можно измерять параметры микроклимата, в том числе влажность и температуру воздуха, а также содержание в нем углекислого газа.

Все необходимые настройки задают и меняют напрямую с устройства через приложение. Оно помогает нормализовать содержание углекислого газа и других веществ в атмосфере помещения, а также оптимизирует работу системы вентиляции. Пользователю нужно только освоить интерфейс и подобрать для своей приточной вентиляции идеальные параметры, соответствующие конкретному помещению. После базовая станция с приложением будет самостоятельно передавать команды на прибор, переключать его скорости, контролировать нагрев, включать и выключать по мере необходимости.

Управлять системой приточки, в которую встроен подогреватель воздуха, проще в дистанционном режиме. Приложение помогает сэкономить время на управлении вручную и понизить расходы на потребление энергии.

Устройство приточной системы с функцией нагрева

Технически конструкция приточной воздушной установки не является высокотехнологичным устройством. Правда, последние разработки в этой области, направленные на обеспечение воздушными приточными машинами специализированных областей народного хозяйства, шагнули далеко вперед.

Промышленные конструкции оснащаются в соответствии с последним словом техники:

  • контроллерами управления;
  • регуляторами оборотов электродвигателей;
  • системами датчиков контроля и анализа;
  • эффективными фильтрами и рекуператорами;
  • модулями нагрева (охлаждения) воздуха;
  • механизмами отсечки каналов.

Как результат, обработка наружного воздуха достигается действительно на высоком уровне, что способствует созданию благоприятной атмосферы внутри рабочих помещений.

Можно ли сделать нечто подобное для эксплуатации в частном доме?

Пожалуй, для частного дома на одну семью такая обработка воздуха вполне допустима.

А вот для реализации в городской квартире – это уже задача трудноразрешимая. Обусловлена сложность задачи для городского жителя разными нюансами – как техническими, так и экономическими.

Конструктивные особенности «приточки» с подогревом

Для лучшего понимания сложности задачи рассмотрим классическую конструкцию приточной установки с функциями дополнительной обработки уличного воздуха.

В первую очередь, следует принять во внимание чисто монтажный фактор. Всё-таки система обработки воздуха – это довольно габаритная установка, под которую требуется выделение части площади помещения.

Конструкция «приточки» по умолчанию содержит:

  • электродвигатель;
  • крыльчатку;
  • диффузор захвата воздуха;
  • диффузор нагнетания воздуха;
  • отсечные канальные клапаны;
  • фильтры;
  • систему воздушных каналов.

Для того чтобы обеспечивался стабильный подогрев воздушного потока, нагнетаемого крыльчаткой вентилятора, после нагнетательного диффузора устанавливается нагревательная система.

Типы нагревательных систем для вентиляции

Технологически совместно с приточной вентиляцией использовать водяную или электрическую нагревательную систему. Или же возможен вариант применения одновременно двух вариантов подогрева, что хотя и редко, но встречается при эксплуатации промышленных машин обработки приточного воздуха.

Реализация водяного варианта в бытовых условиях (в квартире) для обустройства вентиляции с подогревом воздуха своими руками – это крайне сложная задача, особенно если предполагается эксплуатировать приточную систему в зимних условиях.

Водяной подогрев требует надёжного контроля, обязательную защиту от «размораживания» водяного контура. Для достижения высокой эффективности нагрева, водяной контур необходимо выполнять многоходовой, многорядной конструкцией. Такое устройство нагрева обязательно должно быть съёмным. Рекомендуем ознакомиться с видами водяных нагревателей для приточки и их принципом работы.

Несколько меньшими сложностями обещает обернуться внедрение электрического подогревателя в конструкцию домашней приточной системы. Однако в этом случае неизбежно возрастет потребление электричества, а соответственно и ежемесячные суммы затрат.

Для обеспечения прогрева приточного воздуха электрическим способом потребуется установка мощных электрических нагревателей (ТЭН).

Пример квартирного проекта «приточки» с подогревом

Современный рынок технологического оборудования, в частности, различных по исполнению вентиляторов и электрических ТЭНов, теоретически позволяет реализовать проект домашней «тёплой приточки». Например, вполне можно рассмотреть конструкцию на основе канального вентилятора.

Конструкция осевого вентилятора, к примеру, фирмы «Dospel», удачно подходит для квартирного проекта. Этот прибор малогабаритный, облегчённый, малошумящий. Техника отличается относительно малым потреблением энергии при достаточно высокой производительности. Поддерживает ступенчатую регулировку скорости, что также актуально для домашней «приточки» при изготовлении своими руками.

Однако дополнительно к осевому канальному вентилятору потребуется подобрать электрический нагреватель (ТЭН), – конструкцию, которая бы обеспечивала полноценно прогрев пропускаемой вентилятором воздушной массы.

То есть, необходимо рассчитать мощность ТЭНа, достаточную для максимальной производительности устройства «Dospel».

Для расчётов можно использовать такую формулу:

Qt = L * 0.36 * (Tv – Tn),

где: Qt – мощность ТЭНа; L – производительность канального вентилятора; Tv и Tn – температура воздуха внутри и снаружи.

Как приточную вентиляцию встроить в квартиру?

Понятно, что для варианта частного дома на одну семью варианты устройства приточной вентиляции с подогревом предоставляют больше возможностей под реализацию своими руками.

Городская квартира резко ограничивает возможности монтажа или же позволяет сделать установку, но с нарушением общего вида интерьера. Такой подход устраивает далеко не каждого городского жителя.

Отсюда следуют возможные варианты встраивания оборудования. Так, для случаев с городскими квартирами логичным будет устройство системы, скрытой подвесными потолками. Тем более, если предусматривается оснащение квартиры «притоком» с нагревом для всех существующих в квартире помещений.

Есть, конечно, простейшие вариации, когда осуществляется внедрение приточной вентиляции с функцией нагрева непосредственно в стену здания. Однако такой подход, скорее всего, подойдёт для небольших помещений загородного дома, но не для городской квартиры, если рассматривать действительно качественное обеспечение приточным воздухом.

Дополнительные комплектующие в схеме «приточки»

Определившись с подбором основных компонентов квартирной приточной системы – вентилятором и обогревателем, следует рассмотреть варианты обеспечения иными аксессуарами. В частности, оснащение приточной установки фильтром грубой очистки воздуха. То есть, речь идёт о создании оборудования в комплексе.

Правила устройства приточной вентиляции в обязательном порядке требуют внедрения воздушного фильтра класса очистки «EU3», не менее, который должен размещаться перед электрическим (водяным) нагревателем. Одна из основных функций фильтра – отделение от поступающего воздуха мелких частиц пыли.

Если отсутствует фильтр, электрический ТЭН или водяной калорифер быстро загрязняются, что чревато серьёзной потерей мощности нагрева, а для электрической конструкции ещё и опасностью возгорания.

Установленный в системе фильтр требуется периодически заменять новым экземпляром, по мере загрязнения. Соответственно, домашняя конструкция, собранная своими руками, должна предусматривать возможность быстрой и лёгкой смены фильтрующего элемента.

Стоит отметить, что конструкции приточек промышленного назначения, как правило, оснащаются дифференциальными датчиками давления воздуха. В свою очередь датчики связаны с автоматикой управления, которая сигнализирует пользователю о загрязнении фильтра.

По сути, серьёзную домашнюю приточную систему, сделанную своими руками, также желательно дополнить контрольной функцией состояния фильтра.

Идея «приточки» с подогревом для городской квартиры (частного дома) имеет право на существование. Более того, не исключается возможность реализации такой идеи при условии обдуманного, рационального подхода.

Стоит подчеркнуть: устраивая подобного рода систему в квартире или в доме, разумным будет рассчитать, насколько эффективным в результате получится воздухообмен. Также следует учитывать фактор «сушки» воздуха, пропускаемого через нагреватель. Таким образом, качественная реализация идеи – это сложный, неоднозначный вопрос, который явно не решается «на лету».

У вас остались вопросы по обустройству подогрева «приточки»? Или хотите поделиться собственным опытом сборки и монтажа приточной вентиляции? Задавайте свои вопросы нашим экспертам, делитесь опытом, принимайте участие в обсуждении вопроса – свои комментарии вы можете оставить в блоке обратной связи, расположенном ниже.

Вентиляционные нагреватели воздуха классифицируют по форме присоединения к воздуховоду, по типу нагрева, мощности и другим параметрам. Основные характеристики, которые присущи всем, мы рассмотрим ниже.

Тип нагрева

Калориферы для вентиляции классифицируются по типу нагрева, то есть источнику тепловой энергии:

Электрические

Электрический канальный нагреватель
  • Нагрев приточного воздуха производится ТЭНом в корпусе
  • Простой выбор, монтаж и регулирование — плюсы таких нагревателей
  • Минусы — расход электроэнергии и меньшие доступные мощности
  • Не все модели имеют встроенное управление температурой. Регулировку мощности производят, используя опционально поставляемое устройство
  • Есть ограничения по максимальной допустимой температуре на выходе из прибора и минимально допустимой скорости потока воздуха

Водяные

Водяной канальный нагреватель
  • Подогрев воздуха производится тепловой энергии из систем отопления
  • Большинство таких калориферов совместимы в работе с отопительными жидкостями, что позволяет нагревателям «забирать» большее количество тепла из системы отопления, существенно снижая цену эксплуатации на обогрев приточного воздуха
  • Сложный монтаж и подбор
  • Регулировка температуры может производиться смесительным узлом, который придется купить отдельно
  • Требуется защита от замерзания теплоносителя
  • Нет ограничений по температуре воздуха на выходе из изделия
  • Не расходует электроэнергию (если не считать затраты на систему отопления)

Форма

  • Для круглых каналов
  • Для прямоугольных каналов
  • Для квадратных каналов

Формы канальных нагревателей

Размер

Нагреватели для приточной вентиляции выбираются непосредственно по размеру сечения воздуховода вентиляции исходя из специфики конфигурации. Неверным решением будет покупка калорифера размером больше, чем вся вентиляционная система. В частности, если подогрев происходит с помощью электричества, возможна ситуация, что скорости потока будет мало, чтобы устройство работало нормально и было пожаробезопасным.

Условия использования

Каждый канальный калорифер имеет ограничивающие характеристики, в пределах которых работает нормально, поэтому перед тем как купить канальный нагреватель воздуха всегда обращайтесь к его техническим характеристикам, чтобы пользование моделью было не только комфортным, но и безопасным.


Использованные источники

  1. zilantvent.ru/pritochnaya-ventilyaciya-s-podogrevom-vozduha.html
  2. cxem.net/master/90.php
  3. strojdvor.ru/ventilyaciya/kak-sdelat-podogrev-vozduxa-v-pritochnoj-ventilyacii/
  4. sovet-ingenera.com/tech/klimat/pritochnaya-ventilyatsiya-s-podogrevom-svoimi-rukami.html
  5. vent01.ru/ventiljacija/kanalnie-nagrevateli/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.