Prívodno-odvodné ventilačné jednotky: porovnávací prehľad rôznych typov zariadení

Prirodzený systém cirkulácie vzduchu často zlyháva – jeho výkonnosť závisí od prírodných faktorov a používania tesných izolačných skiel. Tieto nedostatky nemá nútené vetranie.

Na normalizáciu výmeny vzduchu sa používa prívodno-odvodná jednotka – praktické a efektívne riešenie. Rozmanitosť klimatických zariadení umožňuje vybrať model pre konkrétne prevádzkové podmienky. Avšak rozhodnúť sa pre vhodné zariadenie je niekedy problematické, súhlasíte?

Pomôžeme vám vyriešiť túto otázku. V článku sú uvedené informácie o princípoch činnosti a zvláštnostiach prevádzky rôznych typov prívodno-odvodných agregátov. Aby sme uľahčili výber, označili sme hlavné charakteristiky a parametre zariadení, ktoré určite treba zvážiť pri kúpe.

Súčasti núteného vetrania

Prívodno-odvodný modul – hlavný komponent ventilačného systému s núteným obehom. Jednotka zabezpečuje normovanú cirkuláciu vzduchu v uzavretom priestore – prívod čistých prúdov a odvod odpadových hmôt.

Ventilačný modul predstavuje komplex zariadení uzavretých v jednom kryte (monoblokový agregát) alebo zostavených z montážnych prvkov.

Schéma zariadenia nútenej vetracej sústavy: 1 – prívodno-odvodný modul (PVU), 2 – vzduchovody, vzduchové mriežky, prechodky, 3 – rozdeľovače vzduchových prúdov, 4 – blok automatizácie (+)

Konštrukcia prívodno-odvodného agregátu povinne zahŕňa nasledujúce prvky:

1. Ventilátor. Základný komponent pre fungovanie umelého systému výmeny vzduchu. V PVU s rozvetvenou sieťou vzduchovodov sa inštalujú radiálne ventilátory, ktoré udržiavajú vysoký tlak vzduchu. V prenosných PVU je prípustné použitie axiálnych modelov.
2. Vzduchová klapka. Inštaluje sa za vonkajšou mriežkou a zabraňuje prúdeniu vzduchu zvonka pri vypnutom systéme. Pri jej absencii v zime budú do miestnosti prenikať studené prúdy.
3. Hlavné vedenie vzduchovodov. V systéme sú zapojené dve línie kanálov: jedna – prívod a druhá – odvod vzduchu. Obe siete prechádzajú cez PJV. K prvému vzduchovodu sa pripája prívodný ventilátor, k druhému, respektíve, odťahový.
4. Automatika. Prevádzka zariadenia je riadená vstavaným automatickým systémom, ktorý reaguje na údaje senzorov a parametre nastavené používateľom.
5. Filtre. Na čistenie prichádzajúcich más sa používa komplexná filtrácia. Na vstupe prívodného vzduchovodu je umiestnený filter hrubého čistenia, jeho úlohou je zachytávanie chlpov, hmyzu a častíc prachu.

Hlavným účelom primárneho čistenia je ochrana vnútorných komponentov systému. Pre jemnejšiu filtráciu sa pred rozvádzačmi vzduchu inštalujú fotokatalytický, uhlíkový alebo iný typ bariéry.

Zariadenie PJV na príklade modelu Vents VUT s rekuperáciou a ohrievačom. V konštrukcii je zabudovaný bypass na ochranu výmenníka tepla v zimnom období (+)

Niektoré zostavy sú vybavené dodatočnými funkciami: chladenie, klimatizácia, zvlhčovanie, viacstupňový systém čistenia a ionizácie vzduchu.

Princíp činnosti prívodno-odvodného komplexu

Pracovný cyklus PJV sa zakladá na dvojokruhovej schéme dopravy.

Celý proces vetrania možno rozdeliť na niekoľko etáp:

1. Odber vzduchu z vonkajšieho prostredia, jeho čistenie a prívod k rozvádzačom cez vzduchovod.
2. Vstup znečistených más do odťahového kanála a ich následná doprava k výstupnej mriežke.
3. Výfuk odpadových prúdov von.

Schéma cirkulácie môže byť doplnená fázami prenosu tepelnej energie medzi dvoma prúdmi, dodatočným ohrevom prichádzajúceho vzduchu atď.

Činnosť PJV. Označenia na obrázku: 1 – prívodno-odvodný modul, 2 – prívod čerstvého vzduchu, 3 – odber odpadového vzduchu, 4 – výfuk použitých vzdušných más von (+)

Prevádzka núteného systému prináša celý rad výhod v porovnaní s prirodzenou výmenou vzduchu:

• udržiavanie nastavených hodnôt – senzory reagujú na zmenu v atmosfére a prispôsobujú režim činnosti PJV;
• filtrácia prichádzajúceho prúdu a možnosť jeho úpravy – ohrev, chladenie, zvlhčovanie;
• úspora nákladov na vykurovanie – relevantné pre zariadenia s rekuperáciou.

K nevýhodám používania PJV patria: vysoká cena ventilačného komplexu, zložitosť montáže po ukončení stavebných prác a hlukový efekt. V monoblokových jednotkách je posledný nedostatok eliminovaný vďaka použitiu zvukovo izolovaného telesa.

Typy jednotiek: vlastnosti zariadenia a prevádzky

Cena, výkon, spotreba energie závisia od funkčných možností VZT. Rozmanitosť modelov sa podmienečne delí do týchto skupín: zariadenia s rekuperáciou, agregáty s ohrevom a klimatizáciou. Samostatná kategória – „mobilné“ prístroje.

Prívodno-odvodný modul s rekuperátorom

Nútený vetrací systém okrem vyššie opísaných výhod má aj významnú nevýhodu – podstatné zvýšenie tepelných strát. Spolu s odpadovým vzduchom „uniká“ aj teplo vyrobené vykurovacím systémom.

Náklady predstavujú približne 60%. Riešenie problému – prenos energie z odvádzaného prúdu vzduchu do privádzaného.

Čiastočná kompenzácia tepla sa uskutočňuje v rekuperátore – modul s výmenníkom tepla a ventilátorom na pohon protiprúdových tokov. Výmena energie prebieha cez steny výmenníka tepla – prúdy vzduchu sa nezmiešavajú (+)

V súčasnosti sa väčšina prívodno-odvodných jednotiek vyrába s rekuperátormi. Napriek vysokým nákladom na zariadenie je opodstatnenosť rekuperačného systému ekonomicky odôvodnená.

Hodnoty účinnosti „výmenníka tepla“:

• 30-60% – nízka úroveň tepelnej kompenzácie;
• 60-80% – dobrý ukazovateľ účinnosti;
• nad 80% – vysokokvalitná výmena tepla.

Je zaujímavé, že aj prítomnosť rekuperátora s účinnosťou 30% je ekonomicky výhodnejšia ako VZT základnej konfigurácie bez výmenníka tepla. Priemerná doba návratnosti rekuperačnej vetracej jednotky – do 5 rokov.

Účinnosť VZT, schéma pohybu prúdu vzduchu, spotreba elektrickej energie a cena modulu závisia od konštrukcie rekuperátora.

Rozlišuje sa niekoľko druhov výmenníkov tepla:

• rotačný;
• doskový;
• tepelné trubice;
• komorový modul;
• glykolový agregát.

Široké rozšírenie dosiahli prvé dva modely.

Rotačný rekuperátor

V tele VZT je umiestnený valcový otočný výmenník tepla s platňami z vlnitého kovu. Počas prevádzky sa komory striedavo zapĺňajú protiprúdovými tokmi vzduchu.

Zóna s „odpadovým vzduchom“ sa zahrieva, po otočení bubna sa teplo prenáša na novo prichádzajúce studené masy zhromaždené v susednom kanáli.

Kompenzácia tepla dosahuje 60-90%.

Ďalšie výhody:

• čiastočný návrat vlhkosti;
• hospodárna spotreba elektrickej energie.

Rýchlosť otáčania bubna je možné regulovať, čím sa volí intenzita výmeny vzduchu a úroveň účinnosti.

Argumenty proti bubnovej modifikácii:

• prímes „odpadového vzduchu“ do čerstvého prúdu – 3-8%;
• čiastočný prenos pachov späť do miestnosti;
• akustický tlak od otáčajúceho sa rotora;
• potreba pravidelnej údržby pohyblivých prvkov;
• veľké rozmery.

Kvôli zložitosti mechanizmu sú VZT s rotačným rekuperátorom drahšie ako doskové modifikácie.

Doskový výmenník tepla

Vzduchovody sa «stretávajú» v hermetickom bloku s množstvom kanálov. Priestory sú oddelené tepelne vodivými priečkami.

Vytvorené cesty sú umiestnené v krížovom smere – v zóne turbulencie účinnosť výmeny tepla stúpa. Súčasne dochádza k ochladzovaniu/ohrevu priečok kazety rekuperátora z oboch strán.

Argumenty «za»:

• prívod čistého vzduchu bez prímesi «odpadového vzduchu»;
• dostupná cena;
• jednoduchosť nastavenia a spoľahlivosť modulu – žiadne pohyblivé prvky.

Účinnosť doskového výmenníka – až 70%. Hlavnou nevýhodou je tvorba kondenzátu a vznik námrazy v odvodnom kanáli v zime. Prevádzka v režime «rozmrazovania» (presmerovanie teplého prúdu mimo kazety) znižuje účinnosť systému o 20%.

V súčasnosti je na trhu pomerne veľa prívodno-odvodných vetracích systémov s rekuperáciou tepla od rôznych výrobcov. Majú podobnú sadu charakteristík, líšia sa cenou, kvalitou, obslužnou plochou a mnohými ďalšími kritériami.

Preto odporúčame pozrieť sa na prívodno-odvodnú vetraciu jednotku s doskovým rekuperátorom a integrovanou automatizáciou od Naveka, ktorá sa za posledný čas na trhu výborne osvedčila vďaka svojej spoľahlivosti a pomerne tichej prevádzke. Integrované riadenie pomocou diaľkového ovládača, monitorovanie na externom LCD displeji, nastavenie harmonogramu prevádzky a mnoho ďalšieho je už priamo zabudované v tomto agregáte.

Typický “zástupca” prívodno-odvodnej jednotky s doskovým rekuperátorom – Naveka Node1 500AC. Kompaktný model, s hrúbkou panela 25mm, ktorý je vyplnený nehorľavou minerálnou vlnou. Jednou z mnohých výhod tohto riešenia je ovládací panel s LCD displejom, pomocou ktorého je možné veľmi pohodlne ovládať prevádzku celej systému.

Spomedzi iných značiek odporúčame venovať pozornosť systémom s rekuperáciou od Mitsubishi, Maico a VENTO.

Energeticky úsporné agregáty s ohrevom

Samotná rekuperácia často nestačí na plnohodnotnú kompenzáciu teplotného rozdielu protiidúcich prúdov. Túto funkciu preberá vstavaný ohrievač (kalorifer). Okrem toho prvok chráni výmenník tepla pred zamrznutím.

V prívodno-odvodných jednotkách (PVU) sa používajú dva druhy ohrievačov: vodné a elektrické. Každý si podrobnejšie rozoberieme.

Vodný ohrev

V tele nútenej vetracej jednotky je umiestnený radiátor s rúrkami, ktorými cirkuluje teplonosné médium. Hadovitý výmenník (špirála) má rebrovanie na zväčšenie kontaktnej plochy s prechádzajúcimi prúdmi vzduchu.

Príklad zariadenia PVU s ohrievačom (Vents VUT 1000 VG): 1 – vodný radiátor, 2 – rekuperátor, 3 a 4 – ventilátory prívodu a odvodu v tomto poradí (+)

Kvapalinový vykurovací prvok sa aktivuje, ak je privádzaný vzduch na výstupe z rekuperátora chladnejší ako nastavená teplota.

Elektrický ohrievač

Zariadenia s elektrickým kaloriferom dokážu ohriať privádzaný vzduch na vyššie teploty ako „vodné“ modifikácie.

Elektrický ohrievač je však náročnejší na prevádzkové podmienky:

• rýchlosť prúdenia vzduchu – 2 m/s a viac;
• teplota privádzaného vzduchu v rozmedzí 0-30 °C, vlhkosť – do 80 %;
• pred vykurovacím telesom sa odporúča inštalovať dodatočný filter.

V porovnaní s vodným ohrevom je elektrický modul z hľadiska prevádzky drahší – zvyšujú sa platby za elektrickú energiu.

Ovládanie kalorifera sa uskutočňuje z centrálnej riadiacej jednotky. Nevyhnutná je prítomnosť pracovného časovača a možnosti vypnutia zariadenia pri prehriatí (+)

Komplexy s klimatizáciou

Niektoré modely kombinujú funkcie núteného vetrania a klimatizácie. Všetky prvky sú zložené do jedného tepelnoizolačného komplexu. Výrazným príkladom multifunkčnej techniky je séria zariadení „Klimat“.

Konštrukcia klimatizačného agregátu: 1 – filtre, 2 – obojsmerné ventilátory, 3 – kompresor freónového okruhu, 4 – elektrický ohrievač, 5 – vodný kalorifer, 6 – výmenníky tepla, 7 – automatika, 8 – kryt (+)

V schéme je prítomné reverzné tepelné čerpadlo – naplnený hermetický freónový okruh spojený s výmenníkmi tepla na odvodnom a prívodnom kanáli.

Prevádzka POU s klimatizáciou prebieha v dvoch režimoch:

1. Chladenie. Výmenník tepla na prívodnom vzduchovode funguje ako výparník a znižuje teplotu privádzaného vzduchu. Naopak, výmenník tepla-kondenzátor je ochladzovaný chladným vzduchom prichádzajúcim z miestnosti.
2. Ohrev. Rekuperátor odvodného vzduchovodu odovzdáva teplo „odpadového“ vzduchu čerstvým vzduchovým hmotám. Na výstupe z POU pred prívodom do domu je možný dodatočný ohrev vzduchu.

Režim fungovania sa nastavuje automaticky vďaka regulátorom a snímačom, ktoré načítavajú parametre atmosféry.

Prenosná bezkanálová jednotka

Zaujímavé riešenie pre uzavreté priestory – prívodné mobilné vetracie zariadenia s možnosťou čistenia, ohrevu a chladenia vzduchu.

Charakteristické vlastnosti prenosných modulov:

• absencia objemných vzduchovodov;
• inštalácia vnútri vetraného priestoru;
• kompaktné rozmery a možnosť montáže do 2-3 hodín;
• multifunkčnosť: prívod, spracovanie a odvod vzdušných más;
• nízka hladina hluku – do 35 dB;
• neprítomnosť prievanu.

Pre zriadenie decentralizovaného vetrania je potrebná inštalácia prenosnej POU v každej samostatnej miestnosti.

Schéma mobilnej PRV: 1,3 – tlmič hluku, 2 – sekcia rekuperácie a vetrania, 4 – elektrický kalorifer, 5 – uhlíkový filter, 6 – filter jemného čistenia, 7 – predfilter, 8 – žalúziový ventil, 9 – elektrický pohon (+)

Bezkanálové vetracie jednotky sa používajú prevažne vo verejných budovách (prednáškové, cvičebné, učebné sály a pod.).

Rebríček mobilného klimatického zariadenia je uvedený v tomto článku.

Odrody podľa spôsobu montáže

Možné sú tri varianty inštalácie vetracieho modulu:

• podlahový;
• nástenný;
• „podvesný“.

Podlahová montáž je typická pre vysoko výkonné a rozmerné vetracie agregáty s prietokom vzduchu od 8000 m³/h. Napriek prítomnosti vibroizolácie vetracích sekcií si inštalácia objemných modulov vyžaduje pevný základ.

Nástenné modely sa vyznačujú malým výkonom – do 1500 m³/h a kompaktnými rozmermi. Montáž sa vykonáva pomocou kotvenia na stenu, pripojenie vzduchovodov zhora. Agregát môže byť umiestnený v technickej miestnosti (balkón, sociálne zariadenie, šatňa).

Moduly s podvesným alebo závesným upevnením sú najobľúbenejšie. Spravidla majú kanálové prevedenie a sú určené na montáž pod stropom.

Hlavnou výhodou závesných modelov je skrytá montáž. Na inštaláciu agregátu v užívanej miestnosti však bude potrebné čiastočne „využiť“ výšku stropov.

Základné parametre výberu vetracej jednotky

Vybudovanie a montáž vetracích systémov si vyžaduje kapitálové investície a nemalé pracovné náklady. Preto prístup k výberu „srdca“ vetracieho systému je založený na presných výpočtoch a analýze niekoľkých parametrov.

Hodnotenie a výpočet technických charakteristík

V prvom rade je potrebné určiť vhodné hodnoty výkonu a statického tlaku.

Výkon

Výpočet jednotky je založený na normách výmeny vzduchu podľa SNiP, účelu miestnosti, obsluhovanej ploche a počte obyvateľov.

Je potrebné vykonať dva výpočty (podľa počtu osôb a intenzity výmeny vzduchu), porovnať ukazovatele a vybrať najvyššiu hodnotu.

Normy prietoku vzduchu na jednu osobu: typická hodnota – 60 m³/h, v pokojovom stave – 30 m³/h. Regulovaná intenzita výmeny vzduchu: 1-2 – pre obytné budovy, 2-3 – kancelárie, obchodné centrá

Príklad určenia výkonu (L) pre dom za daných podmienok:

• počet členov rodiny – 3 osoby;
• plocha domu – 70 m²;
• výška stropov – 3 m.

Vzorec 1. Výpočet podľa počtu obyvateľov:

L=N*norm,

kde:

• N – počet obyvateľov;
• norm – prietok vzduchu (nie menej ako 40 m³/h).

L=3*40=120 m³/h.

Vzorec 2. Výpočet podľa násobnosti výmeny vzduchu:

L=S*H*n,

kde:

• S – plocha;
• H – výška;
• n – normovaný ukazovateľ výmeny vzduchu.

L=70*3*1,5=315 m³/h.

Záver: na zabezpečenie dostatočnej cirkulácie vzduchu je potrebná inštalácia s výkonom najmenej 315 m³/h.

Typické ukazovatele vetracích jednotiek:

• 100-500 m³/h – byty a jednotlivé miestnosti;
• 500-2000 m³/h – súkromné domy, chaty;
• 1000-10000 m³/h – priemyselné budovy, dielne, kancelárie.

Statický tlak

Hodnota udáva tlak vytvorený ventilátorom na prekonanie odporu na ceste cirkulácie vzduchu. Presný výpočet statického tlaku vyžaduje zohľadnenie odporu všetkých prvkov siete.

Manuálny výpočet bez príslušných skúseností je náročný. Odborníci používajú softvérový komplex typu MagiCad.

Priemerné hodnoty tlaku pri rýchlosti prúdenia vzduchu 3-4 m/s: byty 50-150 m² – 75-100 Pa, chaty 150-350 m² – 100-150 Pa

Uvedené údaje sú relevantné najmä pre modulárne vetracie jednotky, nie pre zostavné komplexy, kde treba zohľadniť pokles tlaku na vzduchovej klapke, kaloriferi, filtri a ďalších komponentoch.

Okrem uvedených parametrov treba zhodnotiť:

1. Energetická účinnosť. Pre každý z možných modelov je potrebné vypočítať náklady na elektrinu na 1 rok s ohľadom na režim práce v zime a v lete. Trieda spotreby energie udáva pomer spotrebovanej energie k množstvu vyrobeného tepla.
2. Účinnosť rekuperátora. Treba porovnať hodnoty účinnosti v rôznych režimoch prevádzky PVJ. Vysoký ukazovateľ účinnosti majú výmenníky tepla s dvojitou platňovou kazetou a medzizónou – účinnosť dosahuje 70-90%.
3. Výkon ohrievača. Typický ukazovateľ pre domáce vetracie jednotky je 3-5 kW.

Je lepšie uprednostniť modely s možnosťou automatického zníženia rýchlosti ventilátora na úpravu zaťaženia siete.

Úroveň hluku a stupeň filtrácie

Akustický výkon udáva, aká „hlasná“ bude prevádzka zostavenej jednotky.

Zvukový efekt určujú dve hodnoty:

• LwA – stupeň akustického výkonu;
• LpA – hladina akustického tlaku.

Hodnotenie skutočnej „hlučnosti“ by sa malo robiť podľa prvého ukazovateľa. Rôzni výrobcovia môžu merať akustický výkon rôznymi metódami, preto tie isté hodnoty majú v praxi niekedy odlišný výsledok.

Účinná metóda na posúdenie „zvuku“ jednotky je testovanie techniky v demonštračnej miestnosti. Prípustná hodnota hluku v obytnej miestnosti je 25-45 dB

Kvalita prichádzajúceho vzduchu závisí od použitého systému čistenia.

Možné stupne filtrácie:

• bariéra proti hrubému pouličnému prachu, srsti a chlpom – hrubé čistenie filtrami G4, G3 s účinnosťou 90%;
• ochrana proti jemnému prachu 1 μm – trieda filtrácie F7-F9;
• absolútne čistenie, ktoré poskytuje bariéru proti časticiam 0,3 μm – HEPA filtre (H10-H14), účinnosť – 99,5%.

Pre obytné domy postačujú prvé dva stupne čistenia. Vysokoúčinná filtrácia sa používa v zdravotníckych zariadeniach, priestoroch na výrobu liekov, potravín, elektroniky.

Pohodlie prevádzky: potrebná funkcionalita

Domáce rekuperačné jednotky sú vybavené vstavaným automatickým systémom, diaľkovým ovládaním, LCD displejom s výpisom všetkých parametrov výmeny vzduchu. Okrem základných možností (regulácia rýchlosti ventilátora, teploty) je vítaná prítomnosť praktických funkcií.

Časovač. Scenárové riadenie umožní optimalizovať režim prevádzky na určitú dennú dobu alebo deň v týždni.

Pre presnú reguláciu je vhodné voliť zariadenia s ventilátorom s 5 a viac rýchlosťami, a tiež s hodinami reálneho času bez resetovania pri výpadku napájania.

Reštart. Možnosť automatického zapnutia a zachovania nastavených parametrov pri výpadku elektrického napájania.

Indikátor znečistenia filtra. Praktická možnosť – upozornenie na výmenu filtračného prvku. Vysokotechnologické modely sú vybavené snímačmi zmeny tlaku na vstupe vzduchového filtra – pri znečistení sa tlakový rozdiel zvyšuje.

Samodiagnostika. Každá technika sa časom pokazí. Je užitočné, ak automatika „upozorní“ na vzniknutú poruchu – to pomôže včas zistiť a odstrániť problém.

Závery a užitočné video k téme

Energeticky úsporný vetrací systém s rekuperáciou závesného typu Daikin VAM/800FB:

Zariadenie, vlastnosti a technológia montáže prenosného prívodno-odvodného modulu Vents Micro 60/A3:

Rekuperačná jednotka 400 od Ventrum s elektrickým ohrievačom a rotačným rekuperátorom:

Zriadenie vetrania pomocou prívodno-odvodného modulu sa používa v priestoroch rôzneho účelu a rozlohy.

Zabezpečenie kvalitnej výmeny vzduchu závisí od správneho výpočtu a výberu klimatizačného zariadenia. Ak máte pochybnosti o vlastných schopnostiach, na určenie parametrov a vypracovanie projektu je lepšie obrátiť sa na odborníkov.

Máte čo doplniť, alebo máte otázky týkajúce sa výberu prívodno-odvodnej jednotky? Môžete zanechať komentáre k publikácii a zapojiť sa do diskusie o materiáli – kontaktný formulár sa nachádza v dolnom bloku.