Klasifikácia systémov vetrania 1/5

 

Úlohou komfortných systémov vetrania je dopraviť čerstvý vzduch do vnútorného a obývaného priestoru. Ak má systém vetrania okrem zásobovania potrebným množstvom čerstvého vzduchu prídavnú funkciu, podľa nej rozoznávame nasledovné systémy:

 

m       Chladenie vzduchu

m       Ohrievanie vzduchu

m       Zvlhčovanie 

m       Odvlhčovanie

 

 

Vetrací systém sa môže tiež deliť podľa vonkajšieho tlaku medzi vetranou miestnosťou a jej okolím.

V1
Klasifikácia systémov vetrania 2/5

 

Ak je infiltrácia pre vetraný priestor nežiadúca, pretože kvalitou okolitý vzduch je škodlivý,  tlak vetraného priestoru zvýši o 20-30 Pa. Typické je použitie v laboratóriách priemyselne čistých priestorov, priestoroch farmaceutickej výroby, divadlách a kotolniach. Tento typ vetrania sa tiež môže použiť v reštauráciách, ako prevencia pred problémami so zápachom. 

 

Obrázok  1. Pretlakový vetrací systém.

V pretlakových systémoch vetrania sa ventilátor montuje vždy do prívodného vzduchovodu. Vypúšťací vzduchovod sa môže zanedbať, v takom prípade vzduch vychádza cez plášť budovy. 

V2

Klasifikácia systémov vetrania 3/5

 

Ak je kvalita vzduchu vetraného miesta škodlivá pre okolie, môže sa použiť podtlakový systém vetrania. Typické aplikácie: kúpeľne, toalety, plavárne, priemyselné prevádzky, kuchyne, práčovne. Podtlak vo vetranom priestore je 20-30 Pa. 

 

Obrázok 2. Podtlakový systém vetrania.

 

Ak nasávací vzduchovod nie je inštalovaný, systém nazývame výfukové vetranie.  

 

V3

Klasifikácia systémov vetrania 4/5

 

Vo vyváženom systéme vetrania, ktorý poskytuje rovnaké prietoky privádzaného a vypúšťaného vzduchu, nie je žiaden tlakový rozdiel medzi vetraným priestorom a jeho okolím. S malou zmenou rozdielu vzduchu sa dá dosiahnuť premenlivý tlakový rozdiel.

Obrázok 3. Vyvážený systém vetrania.

 

V4

Klasifikácia systémov vetrania 5/5

Podľa umiestnenia základného článku systému vetrania rozoznávame systémy miestneho a centrálneho systému vetrania. Pre klimatizačnú jednotku sú tu oddelené vzduchovody, ktoré sú (Obrázok 7):

m       Kanál čerstého vzduchu, so vstupom nasávaného vzduchu z vonkajšieho priestoru,

m       Výfukový vzduchovod, s výstupom vypudzovaného vzduchu do vonkajšieho priestoru,

m       Prívodný vzduchovod do vetraného priestoru,

m       Odvádzajúci vzduchovod z vetraného priestoru.

 

Obrázok 7 Centrálny systém vetrania s klimatizačnou jednotkou.

 

Základné súčasti klimatizačnej jednotky: filtre, ventilátory, vykurovacie a chladiace hady (cievky), rekuperátor tepla a zvlhčovač. 

 

 

Hlavné súčasti systému vetrania

Súčasti miestneho systému vetrania 1/2

Miestny systém vetrania znamená systém vyfukovania vzduchu.  V takom prípade vstupujúci vzduch prichádza do vetraného priestoru cez plášť budovy, alebo cez prierezy na vonkajšej stene.  Objem privádzaného vzduchu závisí na vzduchotesnosti obalu budovy.

Vzduch, ktorý vstupuje do plášťa budovy je neupravený. Energetický obsah vypúšťaného vzduchu sa nerekuperuje. Tlak vetraného priestoru je nižší ako tlak okolitého priestoru. Investičné náklady sú nízke.

Obrázok 4. Aplikácia príkladov výfukového vetrania s ventilátormi montovanými na stenu a inštalovanými vo vzduchovodoch.

 

V6
Súčasti miestneho systému vetrania 2/2

 

   

Obrázok 11 Ventilátory montované na stenu a do vzduchovodu.

 

Základné technické údaje ventilátorov montovaných na stenu a okno:

 

Malé vzduchovodové ventilátory:                     Ø100mm-200mm, 100-1000m3/h, 15-100W,

Ventilátory montované na stenu a okno:           Ø100mm-250mm, 60-600m3/h, 15-50W

 

V7
Centrálne systémy vetrania

Aplikácia tohoto systému je výhodná tam, kde nie sú požiadavky na teplo a vyžaduje sa nepretržitá prevádzka. 

 

 

 

Obrázok 5.  Výfukový system s centrálnym strešným ventilátorom.

Ak sa požaduje požiadavka riadenia, je možné inštalovať motoricky ovládaný uzatvárací ventil, ktorý uzavrie prúd vzduchu tam, kde nie je potreba vetrania. V takom prípade má elektrický motor ventilátora frekvenčný menič, takže objemový prietok je nastaviteľný.   

 

V8
Ventilátory centrálneho systému  1/2

Strešný ventilátor: Tieto typy ventilátorov sa montujú na konci vzduchovodu na murovanej stene alebo na vonkajšom kovovom ráme. Sú dva typy strešných ventilátorov podľa smeru vypúšťania vzduchu: horizontálny a vertikálny (Obrázok 8.). Vzhľadom na akustické hľadisko je lepší vertikálny typ, pretože rozloženie vyžarovania hluku je vyššie na vrchu zariadenia. Bežné veľkosti:

 

         

 

 

Obrázok 6.  Strešný ventilátor s horizontálnym a vertikálnym výstupným otvorom na vypúšťanie.

V9
Ventilátory centrálneho systému 2/2

Vzduchovodové ventilátory: Pre menšie tlakové výšky je vhodný osový lopatkový ventilátor, pre vyššie sú radiálne lopatkové. Axiálne lopatkové ventilátory sa väčšinou používajú v menších systémoch. Pretože väčšie systémy si vyžadujú vyššie tlaky, tak vo vyšších systémoch sú vždy lepšie radiálne lopatkové ventilátory. Pre menšie systémy je lepšie použiť vzduchovodové ventilátory, pretože tu nie je potreba oddelenej miestnosti pre vetranie. Nevýhodou vzduchovodových ventilátorov je hladina hluku, ktorú vyžarujú do okolia ventilátora. Vzduchovodový ventilátor je vhodný pre výfukové, nasávacie a tiež vyvážené systémy vetrania. 

 

Obrázok 7.  Radiálny lopatkový vzduchovodový ventilátor s akustickou skrinkou a bez nej.

 

Na Obrázku 17.  sú dva typy vzduchovodových ventilátorov. Naľavo je klasický typ, napravo je ventilátor s tlmiacim krytom, ktorý redukuje vyžarovanú hladinu hluku do prostredia. 

Bežné veľkosti:

V10
Vyvážený systém vetrania s centrálnou klimatizačnou jednotkou

 

Prívodný a výfukový systém sú spojené rekuperátorom tepla. Účelom rekuperátora tepla je získať energetický obsah vypúšťaného vzduchu pre vzduch privádzaný. Účelom tlmiča je redukovať hladinu hluku.  

V11
Centrálna klimatizačná jednotka

V teplovzdušnom systéme vykurovania teplota privádzaného vzduchu je vyššia ako teplota okolitého vzduchu. Prídavný teplotný rozdiel pokrýva tepelnú stratu vykurovaného priestoru.

 

Obrázok 8.  Základná štruktúra centrálneho systému vykurovania.

Schéma centrálneho systému vykurovania je rozšírená o recirkulačný box (Obrázok 11.). Účelom recirkulačného boxu je zaistiť flexibilitu systému. Teplota privádzaného vzduchu je o 15-30°C vyššia ako návrhová teplota miestnosti.

 V12
Centrálne vzdušné chladenie

Systém chladenia vzduchu je podobný systému teplovzdušného vykurovania. Chladiace médium je chladiaca voda. Ak povrchová teplota chladiacej cievky je nižšia ako teplota rosného bodu, ktorá závisí na okolitej teplote a relatívnej vlhkosti, na povrchu cievky výmenníka začne kondenzovať voda. (napríklad t=20°C, RH=50% →trosného bodu=9.3°C). V takom prípade okrem odstraňovania tepla  zo vzduchu sa odstraňuje zvyškové teplo a tiež sa znížuje obsah vlhkosti vo vstupujúcom vzduchu. Ak povrchová teplota chladiacej cievky klesne pod nulu, voda na povrchu mrzne, čomu je potrebné predísť.

 

Obrázok 9.  Základná štruktúra centrálneho chladiaceho systému.

 

Vo všeobecnom prípade teplota prívodného vzduchu je o 5-10°C nižšia ako okolitá teplota miestnosti.

 

V13
Odvlhčovanie 1/3 

Účelom systému odvlhčovania je udržať relatívnu vlhkosť a vnútorný obsah vlhkosti pod požadovanou hladinou. V tomto procese sa redukuje obsah vody vo vzduchu.

Centrálne systémy:

Obrázok 10.  Schéma centrálneho odvlhčovača.

V14
Odvhlčovanie 2/3 

Ak okrem činnosti sušenia vzduchu čerstvý vzduch nie je  potrebný, je možné použiť nasledovnú schému (Obrázok 14.)

Obrázok 14. Centrálny systém odvlhčovania, bez dodávky čerstvého vzduchu  

V15
Odvlhčovanie 3/3 

Systém miestneho sušenia vzduchu má podobnú štruktúru ako centrálne sušenie vzduchu bez dodávky čerstvého vzduchu. Ale zariadenie obsahuje v jednej krytej skrinke všetky potrebné súčasti včítane vykurovania a chladenia.

Obrázok 29. Zariadenie miestneho sušenia vzduchu a jeho základné použitie

 

Obrázok 11. Kompaktné zariadenie na sušenie vzduchu bez prívodu čerstvého vzduchu.

 

V16

 

 

 

Centrálny system klimatizácie

Klimatizácia vzduchu znamená riadenie teploty a vlhkosti. Všetky parametre môžu byť prednastavené.

 

Obrázok 12.  Centrálna klimatizácia vzduchu.

 

Novou  súčaťou klimatizačnej jednotky je zvlhčovač. Môže byť:

m       Prúd vytvárajúca nádrž: Tento typ pozostáva z uzavretej vodnej nádrže, ktorá je zapojená do hlavného vzduchovodu. Vysokoteplotné vodné cievky alebo  plynové či elektrické vykurovacie články ohrievajú vodu v nádrži. Voda v nádrži sa vyparuje a vlhkosť vstupuje do prúdu vzduchu keď prechádza ponad nádrž.

m       Prúd pary: Para sa vytvára vo vonkajšom zdroji umiestnenom blízko ku jednotke a je vstrekovaná do prúdu vzduchu.

m       Práčka vzduchu: Pozostáva z komory združujúcej systém rozprašovania vody, zbernej nádrže a oddiel odlučovača.

Pretože relatívna vlhkosť nemá taký veľký účinok na tepelnú pohodu ako okolitá teplota, kvôli hore uvedeným problémom s infekciou zvlhčovače sa v komfortnom rozsahu často nepoužívajú. Iba ak je v priemyselných prevádzkach požadovaný vlhký vzduch (ako v ľahkom priemysle) použije sa zvlhčovač. 

 

V17
Systém vysokotlakej klimatizácie1/3

Základné charateristiky vysokotlakového systému sú nasledovné:

Vysoká rýchlosť vo vzduchovodoch (15-50 m/s). Pri vysokej rýchlosti tlakové straty vo vzduchovode sú tiež vyššie, takže pretlak vytváraný ventilátorom je tiež vyšší (1000-3000 Pa),

Vyšší teplotný rozdiel medzi teplotou miestnosti a teplotou privádzaného vzduchu (10-30 °C),

Špeciálne typy difuzérov vzduchu, ktoré upravujú akustický problém vysokej rýchlosti.

Vo vysokorýchlostných systémoch prierez vzduchovodov je len 10-20% tradičných  systémov. Vzduchovod vysokotlakového systému môže byť upevnený v stenách, podlahách a tiež stropoch. Rýchlosť v hlavnej distribučnej sieti vzduchovodov je 20-50m/s, vo vetvových kanáloch siete 10-25m/s.

Vo vysokotlakovom systéme vetrania môže byť použitý jedno- alebo dvoj-kanálový systém.

  


 

Systém vysokotlakej klimatizácie 2/3

Jednokanálový systém je podobný centrálnemu systému klimatizácie.

Obrázok 34.  Schéma vysokotlakového systému s jedným vzduchovodom a multizónový systém.

(1-filter,2-vyhrievacia cievka,3-zvlhčovač, 4-chladiaca cievka, 5-ventilátor, 6-cievky po ohrievači a chladiči, 7-difuzér, 8-recirkulačný vzduch, 9-čerstvý vzduch, 10-výfukový vzduchovod ).

 

Vo vysokotlakovom systéme pri použití schémy jedného vzduchovodu, rýchlosť sa zvyšuje z 5m/s (rýchlosť nízkotlakového systému) na 20m/s, tepelný rozdiel vstupujúceho vzduchu a vzduchu v miestnosti od 5°C do 20°C, takže prierez vzduchovodu je redukovaný na 10 – 15% nízkotlakového systému. 


Systém vysokotlakej klimatizácie 3/3

Dvojkanálový systém.Aby sa dosiahol pružnejší systém, je lepšie použiť dvojkanálový systém. Dvojpotrubný, vysokotlakoý systém je vhodný na dodávku do miestnosti, kde je požadované chladenie a kde sa v tom istom čase požaduje vykurovanie. Vzduch je v klimatizačnej jednotke oddelený na dve časti. Časť vopred upraveného vzduchu ide cez ohrievaciu cievku, časť do chladiacej cievky.  Tieto dva typy vzduchu idú do dvoch rozličných sietí vzduchovodov.  

   

 

Obrázok 13. Vzduchový difuzér pre jedno- a dvoj- kanálový systém.

1 – snímač teploty, 2 – vzduchovod pre dodávku chladeného vzduchu, 3 – nastavovač objemového prietoku, 4 – vzduchovod pre dodávku teplého vzduchu.

 

 

Miestne chladenie – split systém 1/5

 

V systéme miestneho chladenia požiadavka na základe chladiaceho zaťaženia sa vytvára miestne zariadením, ktoré je vždy umiestnené na mieste, kde sa požaduje chladenie.   V split systéme je uzavretý cyklus chladenia. Split systém môže fungovať v spätnom cykle. To znamená, že vnútorné zariadenie je schopné vykurovania.

 

 

Obrázok 36.  Split systém, umiestnený nad oknom (jednotka okenného typu) 


Miestne chladenie – split systém 2/5

    

 

Obrázok 37.  Jednotky split systému: Okenná (vonkajšie a vnútorné zariadenia zabudované v jednej skrinke) a jednotky na bočnú stenu (vnútorná a vonkajšia jednotka)

 

Podľa počtu vnútorných zariadení je zapojených do vonkajších zariadení môžeme rozlišovať systém jednoduchý a multisplit. V prípade jednoduchého split systému každá  vnútorná jednotka má jednu vonkajšiu jednotku. Vzdialenosť vnútornej jednotky od vonkajšej je ohraničená.

 

Miestne chladenie – split systém 3/5

 

V okennej jednotke externá a interná časť sú zabudované v jednej krycej skrinke (Obr. 20, 21.) a ako názov určuje, okenná jednotka je umiestnená na hornej strane okna. Výhoda je jednoduchá inštalácia a prevádzka.

Obrázok 38. Split systém s externou a internou jednotkou na bočnú stenu.

 

 

Miestne chladenie – split systém 4/5

Pre odstránenie nevýhod okenných jednotiek kompresor a kondenzátor sa umiestňujú do oddelenej skrinky, ktorá je vo vonkajšej jednotke. Vnútorná jednotka je umiestnená pod oknom (parapetná jednotka), na bočnú stenu alebo v zavesenom strope alebo v zavesenom strope so vzduchovodmi na prívod vzduchu.

 

 

Obrázok 39. Split systém integrovaný do zaveseného stropného podhľadu a parapetná vnútorná jednotka.

Miestne chladenie – split systém 5/5

Základná veľkosť jednotky pre zavesené podhľady je 600x600 mm, čo je nominálna veľkosť prierezu. Potrebná výška je 300mm. Tento typ je vybavený dodávkou čerstvého vzduchu.  (Obr. 40.). Obsluhovať viac ako jednu miestnosť jednou vnútornou jednotkou je možné s kanálovým split systémom.      

Obrázok 40.  Split kanálového typu

 

V 25

 

 

 

 

Miestne chladenie – Fan Coil systém 1/5  

Potrebná kapacita chladenia a vykurovania sa prenáša do jednotky fan coil ochladenou alebo ohriatou vodou, ktorá má  omnoho lepšiu prenosovú schopnosť ako vzduch. Teplota hlavného prúdu a vratná teplota pre chladenie je napríklad 7/12°C, pre vykurovanie 80/60°C. Tak pre vnútornú jednotku fan coil sú nasledovné prevádzkové pripojenia:

m       Pripojenia chladiacej vody a vratného potrubia,

m       Pripojenia horúcej vody a vratného potrubia,

m       Prívod čerstvého vzduchu,

m       Pripojenie kanalizácie pre odstraňovanie kondenzátu,

m       Elektrický prívod pre ventilátor a reguláciu.

 

Ak chýba pripojenie horúcej vody, zariadenie sa nazýva iba chladiaci model. A tiež je tu prípad, keď nie je požadovaný prívod čerstvého vzduchu. 

 

Obrázok 41. Modul vodného chladiča a hydraulický modul.

Miestne chladenie – Fan Coil systém  2/5  

 

 

Obrázok 42. Vertikálne kryté jednotky fan coil (parapetný typ), horizontálne kryté (stropný typ).

Miestne chladenie – Fan Coil systém 3/5  

Rozdiel medzi vertikálnymi krytými jednotkami (parapetného typu) a  horizontálnymi krytými jednotkami fan coil (stropného typu) (Obr. 26.) je, že tieto typy nie sú vybavené dodávkou čerstvého vzduchu. S malými obmenami v skrinke parapetný alebo stropný typ sa môže použiť ako zabudovaný typ v medzistrope: kanálová fan coil jednotka. V takom prípade je jednotka rozšírená rozdeľovačom a zberačom vzduchovodu pre montáž prívodnej a výfukovej kanálovej siete (Obr. 27.).

43.  Kanálová jednotka fan-coil so skrinkou rozdeľovača a zberača.

V28
Miestne chladenie – Fan Coil systém 4/5  

 

 

 

Obrázok 44. Umiestnenie jednotky v medzistrope na základe koanda efektu, ventilátorová klíma-konvektor a jej umiestnenie v chladenej miestnosti.

Miestne chladenie – Fan Coil systém 5/5  

 

 

 

 

Obrázok 45. Jednotka fan coil umiestnená v zavesenom medzistrope.  (Výška: 30cm)


Vzduchové clony 1/5

Vzduchové clony su zariadenia miestneho vetrania používané vo verejných a priemyselných budovách na zníženie úniku prúdenia vzduchu cez otvory v plášťoch budov. Ich prevádzka je založená na tlmiacom účinku prúdov vzduchu, ktoré sú privádzané do priestoru otvorených dverí. V prípade vzduchovej clony nie je potrebné uchovávať otvory zavreté. Výhody vzduchových clôn:

m       Zlepšenie pracovných podmienok blízko otvorených dverí,

m       Zníženie spotreby tepla (chladu) a elektrickej energie pre vykurovanie (chladenie)  budov,

m       Zníženie tepelnej straty v budove použitím prehriateho vzduchu z hornej zóny miestnosti,

m       Znížená strata použiteľnej pracovnej plochy blízko vrát kvôli vstupu vonkajšieho vzduchu do budovy.

 

Tradičné vzduchové clony, ktoré používajú iba vnútorný vzduch ohriaty v ohrievačoch clony, nie sú vždy ekonomické (kvôli značnej spotrebe tepelnej energie). Zníženie spotreby tepla sa dosiahne clonami využívajúcimi neohriaty vnútorný alebo vonkajší vzduch, a tiež  kombinovanými vzduchovými clonami, ktoré ohrievajú iba časť z privádzaného vzduchu. Vzduchové clony, ktoré používajú neohriaty vzduch uchovávajú 30-70% tepelnej energie.

Vzduchové clony 2/5

Podľa použitia a aerodynamickej vzorky, dajú sa navrhnúť nasledovné typy vzduchových clôn:

m       Vzduchové clony s neohrievaným vnútorným vzduchom

m       Vzduchové clony s ohriatym vnútorným vzduchom

m       Kombinované vzduchové clony s vnútorným vzduchom

Vždy sa tieto typy vzduchových clôn montujú vo vonkajších otvoroch vrát vo vykurovaných miestnostiach, a tiež v nevykurovaných miestnostiach, kde sa musí dodržať normová teplota v pracovnom alebo inom obytnom priestore. Sú navrhnuté na zabránenie vstupu vonkajšieho vzduchu počas chladných ročných období. Vzduchové clony pre chladené miestnosti sa navrhujú na prevenciu pred vstupom teplého vonkajšieho vzduchu.


Vzduchové clony 3/5

 

Obrázok 46. Vzduchová clona s neohriatym vnútorným vzduchom, dvojstranná horizontálne zásobovaná (1. prívodná mriežka, 2. ventilátor, 3. prívodný vzduchovod, 4. prívodné difuzéry)

Vzduchové clony 4/5

 

Obrázok 47. Vzduchová clona s neohrievaným vnútorným vzduchom jednostranná s bočným vertikálnym prívodom (1.prívodná mriežka, 2.ventilátor, 3. prívodný vzduchovod, 4.prívodné difuzéry, 5.zavesené podlahové prívodné difuzéry, 6. miesto v podlahe pre vzduchovody)

Vzduchové clony 5/5

 

 

Obrázok 48. Kombinovaná vzduchová clona s vnútorným vzduchom


Vetranie divadiel, koncertných hál a kín

 

 

Obrázok 49. Úprava a distribúcia vzduchu divadla, kina a koncertnej haly.

 

Ventranie bazénových hál 1/2

 

 

Obrázok 50. Vetrací systém pre bazénové haly.

Ventranie bazénových hál 2/2

Návrhové parametre bazénových hál sú:

 

m       Okolitá teplota 28-30°C

m       Teplota vody 25-27°C

m       Vnútorná relatívna vlhkosť v zime: max. 65%, v lete max. 70%

m       Teplota prívodného vzduchu v zime max.: 40-45°C

Oproti veľkým preskleným plochám bazénových hál je prívod. Vo vnútornej priečke prívody vzduchu sú umiestnené vo výške hlavy.  Vývody sú umiestnené v priestore stropu. Všetky súčasti systému vetrania sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele alebo hliníka, aby sa predišlo korózii. Vonkajší povrch vzduchovodu siete výfukového kanála je izolovaný, aby sa predišlo kondenzácii vnútri vzduchovodu. Musia sa brať do úvahy tiež problémy s vlhkosťou výfukového krytu odsávania.