Вентиляция - кондиционирование

Механизм испарения воды в бане

Исходным моментом (первичным актом) испарения является явление газификации воды (парообразование). При этом вода, разлитая по эмалированной поверхности душевого поддона, или вода, впитавшаяся в глубь древесины, газифицируется точно так же, как вода, налитая в ванну или распределённая на коже человека. Наиболее быстрые молекулы воды, преодолевая энергетический барьер, равный скрытой теплоте испарения (конденсации) 539 ккал/кг, вылетают с поверхности компактной (жидкой) воды и могут безвозвратно удалиться (например, в вакууме), если их не заставят возвратиться назад в жидкость столкновения с молекулами в газовой фазе. Массовые скорости газификации воды могут быть очень большими — несколько килограммов в секунду с 1м² при температуре 40°С (то есть тонны воды в час с 1м² поверхности!) и возрастают с температурой экспоненциально (точнее, пропорционально d0(Т)1/2). Вместе с тем, давление водяных паров рп (а по существу концентрация молекул воды) у поверхности воды крайне мало, поскольку все молекулы воды тут же улетают от поверхности. При высоких скоростях газификации компактная вода, естественно, сильно охлаждается, поскольку из неё вылетают наиболее энергичные молекулы, и средняя энергия оставшихся молекул в воде (как раз и характеризующаяся понятием температуры) уменьшается. Это явление хорошо известно и широко используется, например, при сублимационной сушке, когда вода из-за охлаждения превращается в лёд.

Принцип нормализации бани

Если рассматривать проблему широко, то следует говорить не о сушке, а о нормализации бани. Дело в том, что во время процедуры в сухих высокотемпературных саунах древесина порой вовсе не намокает, а, наоборот, пересушивается, а при охлаждении после окончания банной процедуры, вновь увлажняется из-за гигроскопичности. В паровых и влажных банях намокшую древесину надо сушить тоже отнюдь не до абсолютно сухого состояния, а до определённого уровня влажности с учётом возможных вредных последствий (коробления, растрескивания, гниения и т. п.).

Движение вентиляционного воздуха внутри бани

Для оценки эффективности вентиляции надо знать не только скорость подачи свежего воздуха в баню, но и траекторию распространения свежего воздуха внутри бани. При малых скоростях принудительного ввода холодный приточный воздух, как более тяжёлый, тонет в горячем воздухе бани, устремляясь ламинарными потоками вниз, растекаясь по полу и вытесняя горячий воздух вверх. С увеличением скорости ввода, приточный воздух образует дальнобойные струи, также устремляющиеся вниз, но перемешивающиеся с восходящими горячими потоками. При очень больших скоростях приточный воздух идёт «сквозняком» по потолку, не успевая перемешаться. Типичным случаем является охлаждение пола («дует по полу»), но наибольший интерес для вентиляции бань (а также и для печей) представляет дальнобойный ввод воздуха, имеющий место уже при перепадах давления 0,1 Па и при скоростях воздуха в проёме (0,3-0,5) м/сек.

Ветровые перепады давления в бане

Вентиляция за счёт ветрового напора описывается упрощённым уравнением Бернулли рт = р + ρV²/2, где рт — давление торможения. Ветровой напор (рт - р) равен 0,6 Па при скорости ветра 1 м/сек (штиль); равен 15 Па при скорости ветра 10 м/сек (сильный ветер); равен 540 Па при скорости ветра 30 м/сек (ураган). Уравнение Бернулли означает, что идеальная (безвязкостная) жидкость (газ) может ускоряться (тормозиться) только за счёт снижения (повышения) своего статического давления. Так, при течении жидкости (газа) по трубе статическое давление в местах сужения уменьшается (поскольку увеличивается скорость), а затем при расширении трубы до прежнего диаметра возвращается на прежний уровень.

Гравитационные перепады давления в бане

Гравитационные (свободноконвективные) движения воздуха — это всплывание горячего воздуха в среде холодного воздуха, а также утапливание холодного воздуха в среде горячего воздуха. Это происходит потому, что горячий (тёплый) воздух легче холодного.С другой стороны гравитационные движения воздуха (как и любые движения газа) возникают как перемещение (выталкивание) воздуха из зон повышенного давления в зоны пониженного давления, причём эти давления создаются естественными факторами — гравитационными силами (силами тяжести). При отсутствии перемещений воздуха давление воздуха (динамическое, совпадающее со статическим) равно весу воздушного столба, расположенного над рассматриваемой точкой. Так что давление воздуха в горячей бане у потолка (соединенного с атмосферой) равно давлению воздуха вне бани на том же высотном уровне, поскольку над горячей баней находится точно такой же атмосферный воздух, что и рядом с баней.

Механическая и естественная вентиляция бань

Необходимую кратность вентиляции надёжней всего обеспечить механической (принудительной) вентиляцией, закладывая в проект приточные и вытяжные электрические агрегаты заданной производительности. Регулировка скорости вентиляции осуществляется при этом шиберами (задвижками, заслонками) на воздухозаборных и воздухоподающих воздуховодах. Для дачных бань применимы самые маленькие бытовые вентиляторы (оконные, кухонные), обеспечивающие при электрической мощности всего 20-50 Вт производительность по воздуху не менее 50 м3/час. Электрические бытовые вентиляторы уже давно широко доступны для населения, но многие модели работоспособны лишь в сухом холодном воздухе и, как следствие, пригодны только для подачи свежего воздуха в баню. Поэтому целесообразней применять специализированные вытяжные вентиляторы для влажного воздуха ванных и душевых комнат/

Загрязняющие факторы и необходимая кратность воздухообмена в банях

Человек устроен так, что выдыхает воздух именно туда, откуда тотчас его и вдыхает. Поэтому очень важна не столько вентиляция всего помещения и даже не вентиляция места пребывания людей, сколько подача свежего воздуха именно в зону дыхания каждого конкретного человека около рта. Это может быть достигнуто либо естественной конвекцией (всплыванием) тёплого выдыхаемого с ускорением воздуха, либо перемешиванием воздуха за счёт циркуляции и вентиляции в помещении, либо движениями самого человека. Например, в современном автомобиле правильно сконструированная вентиляция не просто вентилирует кабину водителя, а подаёт свежий воздух непосредственно в зону дыхания к лицу неподвижно сидящего водителя.

Организация воздухообмена в бане

Смена воздуха в каждой точке помещения происходит за счёт упорядоченных потоков воздуха, которые можно условно разделить на циркуляционные (внутренние замкнутые) и вентиляционные (замыкающиеся вне здания). В одних зонах бани воздух циркулирует или вентилируется чрезмерно быстро, а в застойных зонах — чересчур медленно. Именно циркуляция является тем самым фактором, который приводит к перемешиванию воздуха, в результате чего нежелательные примеси неизбежно распространяются по всем зонам бани (правда, со снижением концентраций). Удаление же примесей происходит лишь за счёт вентиляции.

Вентиляционные требования

При проектировании многоэтажных жилых зданий исключительно дефицитной является площадь, которую нужно выделить для прокладки воздушных каналов и стояков водопроводных линий. С точки зрения архитектора, это пропащая площадь, но она совершенно необходима. Из-за большого количества норм и местных законов трудно сформулировать какие-то однозначные правила, однако можно рассмотреть основные принципы и примеры, основанные на этих нормах:

Приточная вентиляция

Взамен любого количества воздуха, удаленного вытяжкой, такое же количество войдет в помещение. Это может происходить путем просачивания воздуха через щели в окнах и дверях, самым нежелательным результатом чего будет проникновение пыли. Кроме того, при большом объеме вытяжки в дождливую погоду через щели будет проникать вода. Но поскольку окна и двери должны открываться и поскольку ветер всегда дует, просачивание воздуха внутрь неизбежно, и единственным способом уменьшить проникновение наружного воздуха является устройство какого-либо вида приточной вентиляции. В любом случае подразумевается, что вводимый воздух должен фильтроваться и нагреваться или охлаждаться, чтобы соответствовать требованиям жилого помещения.

Вытяжная вентиляция

Запахи и избыточная влага, образующиеся в кухнях и ванных комнатах, лучше всего удаляются принудительным способом. При рассмотрении вопросов, связанных с естественной вентиляцией, подразумевалось, что помещения имеют наружные стены и окна и поэтому не нуждаются в принудительной вентиляции. Такой вывод основан на действии многих регламентации, однако не всегда это соответствует реальным условиям. Даже когда имеются окна в ванных комнатах, их редко открывают при холодной погоде, а при определенном направлении ветра запахи из кухни могут распространиться по всем комнатам, вместо того чтобы выйти в открытое окно....

Инфильтрация

Простейшие жилые помещения — это те, в которых кухня и ванная комната имеют окна на улицу. Вытяжные вентиляторы для удаления воздуха из этих помещений не нужны. Предположим, что здание отапливается электричеством, паром или водой от вынесенной установки. Тогда воздух из помещений для поддержания процесса горения не требуется. Допустим, что день холодный, и, естественно, у жильцов нет желания открывать окна даже на щель. Как в этом случае осуществить вентиляцию любого вида? Весьма ненаучным был бы ответ: наружный воздух должен просочиться вовнутрь. И это явление назвали инфильтрацией.....

Оборудование для охлаждения

Для охлаждения здания до комфортного уровня в большинстве районов мира из воздуха необходимо удалить некоторое количество влаги. Вода при температуре выше 13° С в большинстве случаев бесполезна для этой цели. Для таких благодатных мест, где могут «похвастаться» достаточными источниками воды с температурой ниже 13° С (родники, реки, озера или резервуары, собирающие дождевые воды), природная вода является таким даром природы, которым следует непременно воспользоваться. К сожалению, на нашей планете не так уж много подобных мест, где, с одной стороны, температура воздуха такова, что требуется охлаждение зданий, а с другой стороны, имеются источники холодной воды.

Размещение оборудования для отопления, вентиляции и охлаждения

Для проектировщика очень важно зарезервировать пространство, на котором будут размещены хранилище топлива и оборудование для его использования. Особенно важно, чтобы выбор источника энергии был сделан в начале проектирования и тщательно расчерченные планы не подвергались потом исправлениям или радикальной переделке с целью вместить значительные непредусмотренные площади под механическое оборудование. Одновременно с выделением этой площади должно быть определено ее месторасположение в здании.

Отопление и кондиционирование воздуха

Название раздела «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» излишне многословно. Строго говоря, кондиционирование воздуха означает регулирование температуры, влажности, чистоты и распределения воздуха в закрытых обитаемых помещениях. Таким образом, наиболее точное название раздела — «кондиционирование воздуха». Однако в сознании общественности этот термин почему-то стал адекватным понятию «охлаждение», и поэтому, чтобы избежать неправильного толкования, мы воспользуемся общепринятым названием ОВКВ (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).

Классификация систем вентиляции

Классификация систем вентиляции

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП. Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических параметров в помещениях различного назначения. При всём многообразии систем вентиляции, обусловленном назначением помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделений и т. п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам: 

Кондиционер в квартире

Кондиционер в квартире

Внешние блоки сплит-систем испещряют, подобно бородавкам, фасады многих зданий, причём от этого не застрахованы даже памятники архитектуры. Часто для человека не вполне безопасно стоять поблизости из-за угрозы падения плохо закреплённого оборудования. Очевидно, в скором времени ситуация изменится. Начиная с 1 марта 2005 г., когда был принят новый Жилищный кодекс РФ (далее — ЖК РФ), для установки в квартирах сплит-систем и других стационарных кондиционеров необходимо получать разрешение на переустройство. О том, насколько суров этот закон, пока что догадываются далеко не все граждане. 

Правильный монтаж кондиционерного оборудования

Правильный монтаж кондиционерного оборудования

Чем должна быть укомплектована монтажная бригада правильных кондиционерщиков? Весь применяемый в процессе установки инструмент можно условно разделить на четыре группы:  1) электроинструменты — необходимы два перфоратора и штроборез; 2) холодильный инструмент и оборудование— заправочная станция — вакуумный насос, зарядный цилиндр, манометрический коллектор и течеискатель; 3) трубный инструмент — труборезы, трубогибы, вальцовки и шабровки; 4)  оборудование для пайки.