Vzduchotechnika

Stanovenie charakteristík ventilátorov pre vetracie a klimatizačné jednotky

Dobre a spoľahlivo fungujúca vzduchotechnika sa v súčasnosti stala neoddeliteľnou súčasťou občianskych ale aj priemyselných budov. Hlavnými požiadavkami na funkčné prvky tvoriace vzduchotechnickú jednotku sú hlavne: zabezpečenie intenzity výmeny, čistoty, optimálnej teploty a v niektorých prípadoch aj vlhkosti vzduchu. Hlavným cieľom výrobcov týchto zariadení v posledných rokoch je zníženie prevádzkových nákladov a pokles hlučnosti pri splnení požadovaných funkcií zariadenia. Táto snaha o minimálnu energetickú náročnosť a minimálnu hladinu hluku vedie k vývoju, optimalizácií a následným skúškam nových riešení ventilátorov.

Väčšina moderných budov si vyžaduje ventilačné systémy rôznych foriem: prívod čerstvého vzduchu v úradoch a obchodoch, systémy na odvod vzduchu pre kuchyne, reštaurácie a telocvične. Vzduch musí byť často privádzaný potrubím z vonkajšieho prostredia resp. do vonkajšieho prostredia. Z hľadiska minimalizácie koncentrácie škodlivín v pobytovom priestore (hygienické predpisy) je prívod čerstvého vzduchu (vetranie) nutnosťou. Intenzita výmeny vzduchu určená podielom množstva privádzaného čerstvého vzduchu za 1 hodinu a objemu vetraného priestoru je hlavným parametrom pre priestory z hľadiska vetrania. Často sa stáva, že predmetom riešenia núteného vetrania je iba prívod alebo odvod vzduchu. V tomto prípade je dôležité zabezpečiť otvor príslušnej veľkosti pre nasatie, poprípade odvedenie vzduchu, zvlášť v dnešnej dobe, keď sa vyžaduje z hľadiska tepelných strát dokonale utesnenie budov.

Hlavným prvkom vzduchotechniky, zabezpečujúcim dopravu vzduchu, je ventilátor. Na distribúciu vzduchu v budovách sa prevažne používajú odstredivé radiálne ventilátory s dopredu alebo dozadu ohnutými lopatkami. Ventilátory bývajú osadzované jednotlivo, alebo sú spolu s ďalšími funkčnými prvkami súčasťou vetracej jednotky.

Výkon ventilátora je určený schopnosťou prekonať tlakový odpor vetracej sústavy ( tzv. tlakovú stratu potrubia mriežok a klapiek) a schopnosťou dopraviť určité množstvo vzduchu ( pre odvetranie WC je napríklad predpísané množstvo 50 m3/h). Závislosť medzi nimi je nepriamo úmerná (čím väčší odpor vetracej sústavy, tým menšie množstvo dopravovaného vzduchu).

Akákoľvek zmena prietokového prierezu potrubia alebo jeho tvaru (napr. vstupné a výstupné mriežky, oblúky, a pod. ) vyžaduje dodatočnú tlakovú diferenciu na udržanie prietoku vzduchu. V tabuľke č.1 sú uvedené približné tlakové straty najbežnejších prvkov vetracích a klimatizačných zariadení. Tlaková strata je v tomto prípade úmerná mocnine prietoku. Tlak v potrubí sa po dĺžke potrubia mení. Typický profil tlaku je znázornený na obr. č. 1. Ventilátor nasáva spotrebovaný vzduch z miestnosti a vyfukuje ho do atmosféry.

Obr. 1 Typický profil tlaku v závislosti od polohy vo ventilačnom potrubí

Pokles tlaku (Pa)

Typ dielu

Rýchlosť vzduchu (m/s)

2

2,25

2,5

2,75

3

Vstupná mriežka

 

5

5

5

5

5

Zmiešavacia komora

priama

35

45

55

70

85

90°

40

55

70

85

100

Filter

krátky EU2

70

75

80

90

95

dlhý EU9

160

175

190

210

230

Ohrievač

vodný

10

15

15

20

20

elektrický

15

20

30

35

40

Chladič

stredná veľkosť

25

35

40

45

55

Zvlhčovač

60%

50

60

75

90

110

90%

75

100

120

160

180

Tlmič hluku

750 mm

5

10

10

15

15

1425 mm

10

15

15

20

25

Rotačný výmenník

veľký rotor

120

140

160

180

195

malý rotor

150

170

195

220

245

Doskový výmenník

 

65

80

105

125

150

Tab. č.1 Tlakové straty niektorých prvkov vetracích a klimatizačných jednotiek.

Ventilátory používané v potrubných ventilačných systémoch môžu byť charakterizované prietokom V, ktorý vyprodukujú proti danej tlakovej diferencii p. Následne je výkon konkrétnej kombinácie ventilátora a potrubného systému zisťovaný nájdením hodnôt pre tlak p a prietok V, ktoré súčasne vyhovujú nasledujúcim dvom podmienkam:

Δp = celková tlaková diferencia potrebná pre potrubie a jednotlivé súčasti pri prietoku V
V = prietok dodaný ventilátorom pracujúcim pri tlakovej diferencii Δp.

Priestory, kde síce vzduchotechnika hučí, ale nevetrá, nebývajú až takou veľkou zvláštnosťou.

Nefunkčnosť ventilácie zvykne mať dve príčiny

  1. Zvolený nevhodný ventilátor.
  1. Je zvolený ventilátor s nízkym vzduchovým výkonom tzn., že ventilátor nedokáže prekonať odpor vetracej sústavy a dopravované množstvo vzduchu je nižšie ako žiadané.
  2. Je zvolený ventilátor, ktorého vzduchový výkon je značne zmenšený spätnou klapkou, ktorá tvorí súčasť ventilátora. Mechanický odpor a tlaková strata klapky zvyšujú celkovú tlakovú stratu vetracej sústavy a prietok vzduchu rapídne klesá. Táto okolnosť nieje výrobcami niekedy udávaná.
  1. Nevhodná montáž axiálneho ventilátora zvyšujúca tlakové straty vetracej sústavy.
  1. Axiálne ventilátory sú nevhodne použité pre dlhé potrubie s mechanickou spätnou klapkou, kolenami a vonkajšími mriežkami, čo spoločne predstavuje vetraciu sústavu s veľkou tlakovou stratou.
  2. Nedostatočný prívod vzduchu do vetranej miestnosti (vzduch, ktorý z miestnosti odvedieme musíme nahradiť čerstvým vzduchom). Pokiaľ nezaistíme prívod vzduchu do miestnosti, napr. vetracou mriežkou vo dverách, nie je možné ani žiaden vzduch odviesť.

Aby sme boli schopní predísť takýmto chybným inštaláciám, je nutné poznať presné charakteristiky použitých komponentov, v prvom rade ventilátorov.

Viac o vzduchotechnike

Nextklima aktuálne
  • Rotačné rekuperátory

    Rotačné rekuperátory

        Moderní rotační výměníky tepla v rekuperačných jednotkách.   Díky legislativnímu tlaku EU na snižování energetické náročnosti budov, prožívají systémy ZZT doslova …
  • Ako znížiť náklady pomocou rekuperácie

    Ako znížiť náklady pomocou rekuperácie

    Možnosti znižovania spotreby energie rekuperáciou   Rekuperácia tepla sa navrhuje v prevažnej miere v pasívnych domoch. Nič nebráni tomu, aby sa systém …
  • Rekuperácie rozdelenie

    Rekuperácie rozdelenie

    Pojem rekuperácia, ktorý znamená spätné získavanie tepla, v súčasnosti zastáva významnú úlohu v individuálnej, občianskej aj priemyselnej výstavbe. V nedávnej minulosti bola …
  • Klimatizácia a baktérie

    Klimatizácia a baktérie

    Klimatizáciu môžeme definovať ako proces úpravy teploty, vlhkosti, čistoty a distribúcie vzduchu. Princíp fungovania klimatizačného zariadenia spočíva v tom, že toto zariadenia …