Ventilation centralisée. Caractéristiques de la ventilation centrale d'alimentation et d'extraction. La ventilation centrale à la maison est plus courante dans les nouveaux bâtiments

La meilleure solution pour la ventilation d'une maison privée est un système d'alimentation forcée centralisée et de ventilation par aspiration avec récupération de chaleur.

La base du système est une unité de ventilation équipée de ventilateurs, un échangeur de chaleur - récupérateur de chaleur, des dispositifs de contrôle, des filtres, etc.

Dans une maison à ventilation forcée, la circulation de l'air se fait de la même manière que dans les bâtiments à ventilation naturelle. L'air frais de la rue est fourni aux pièces à vivre de la maison. De plus, l'air est dirigé à travers les ouvertures de trop-plein dans les portes de la cuisine, des salles de bain, des dressings, des garde-manger. De ces pièces, l'air est expulsé par les conduits d'évacuation vers la rue.

Chaque pièce de la maison doit être munie d'un conduit d'évacuation ou de ventilation forcée. Dans certains cas, les deux canaux sont équipés dans la pièce.

La seule exception est aération de la chaufferie, un local à risque d'incendie dans lequel une chaudière à gaz est installée, doit être effectué en utilisant canal isolé séparé de ventilation naturelle. Cela est dû à la nécessité d'exclure le flux de gaz combustibles et d'incendie à travers les canaux de ventilation de la chaufferie vers d'autres pièces.

À partir de l'unité de ventilation forcée d'alimentation et d'extraction (PPVV), l'air frais de la rue par les canaux d'alimentation pénètre dans les pièces à vivre de la maison. De plus, l'air circule dans les pièces de service - la cuisine, les salles de bain, les dressings et autres. Depuis les locaux techniques, l'air retourne par les conduits d'évacuation vers l'unité PPVV.

Deux conduits d'air partent des locaux de la maison vers l'unité de ventilation forcée d'alimentation et d'extraction (unité PPVV).

L'air frais de la rue à travers la prise d'air pénètre dans l'unité de ventilation PPVV, et de là à travers les conduits d'alimentation en air vers les pièces de la maison. De plus, à travers les trous de trop-plein dans les portes des locaux, l'air se déplace vers les buanderies - la cuisine, les salles de bain, les dressings. L'air pollué est renvoyé des locaux techniques par des conduits d'évacuation d'air vers l'unité PPVV.

En hiver, deux flux d'air, chaud des locaux et froid de la rue, se rencontrent (mais ne se mélangent pas) dans l'échangeur de chaleur - l'échangeur de chaleur de l'unité PPVV. L'air chaud sortant donne de la chaleur à l'air entrant dans la maison. L'air frais chauffé pénètre dans les locaux. Un récupérateur de chaleur permet d'économiser jusqu'à 25 % de l'énergie utilisée pour chauffer une maison par rapport à un système sans récupérateur.

L'unité de ventilation est généralement équipée de divers dispositifs de préparation de l'air. Les filtres nettoient l'air de la poussière, du pollen de plantes allergènes, des insectes. L'air fourni à la maison peut être humidifié, chauffé, refroidi. Le système centralisé se prête facilement à l'automatisation de la gestion et du contrôle de sa facilité d'entretien et de son mode de fonctionnement.

De plus en plus, l'air est aspiré dans le système par échangeur de chaleur au sol. Il s'agit d'un tuyau posé dans le sol sous la profondeur de congélation (1,5 - 2 m.). Une extrémité du tuyau est reliée à la prise d'air de l'unité de ventilation et l'autre extrémité ouverte est sortie au-dessus de la surface du sol. En passant par le tuyau de l'échangeur de chaleur du sol, l'air est chauffé par la chaleur de la terre en hiver et inversement en été, il est refroidi. Les coûts de chauffage et de climatisation d'une maison avec un échangeur de chaleur au sol peuvent être réduits de 25 % supplémentaires.

Le principe du dispositif de l'échangeur de chaleur du système de ventilation. 1 - air chaud de la pièce; 2 - air dans la rue; 3 - air de la rue; 4 - air chauffé dans la pièce; 5 - échangeur de chaleur ; 6 et 7 - ventilateurs.

Le coût d'un système de ventilation forcée avec récupérateur de chaleur est au moins 4 à 5 fois plus élevé que le coût d'un système de ventilation naturelle. L'élément le plus coûteux du système est l'unité de récupération.

Le système forcé consomme constamment de l'électricité pour faire fonctionner les ventilateurs. Des coûts sont nécessaires pour le remplacement périodique des filtres et le nettoyage.

Cependant, les économies d'énergie thermique et les économies de coûts de chauffage amortissent tous les coûts. De plus, plus le climat est rigoureux et plus la saison de chauffage est longue, plus vite.

De plus, le confort accru de vivre dans la maison vaut la peine.

La ventilation forcée centralisée avec récupérateur de chaleur dans une maison individuelle est un système :

fournit l'échange d'air nécessaire dans toutes les chambresà domicile, quelles que soient les conditions atmosphériques ;
vous permet de réguler et d'automatiser facilement l'échange d'air dans une large gamme de changements de volume d'air et en fonction de divers indicateurs du microclimat dans les locaux;
prépare l'air neuf amené dans les locaux : filtration, chauffage ou refroidissement, humidification ou déshumidification ;
économise une quantité importante d'énergie thermique grâce à l'utilisation d'un échangeur de chaleur - récupérateur de chaleur de l'air extrait ;
consomme de l'électricité pour faire fonctionner les ventilateurs ;
un dispositif technique complexe dont les éléments peuvent tomber en panne ;
cesse de fonctionner en l'absence d'électricité;
nécessite une installation qualifiée et un entretien périodique ;
crée du bruit - nécessite des mesures spéciales pour réduire le bruit ;
surveille en permanence l'état de fonctionnement et l'efficacité du travail (échange d'air, température et humidité);

La maison moderne à économie d'énergie rappelle de plus en plus un récipient en plastique scellé.

Pour survivre dans une telle maison - un conteneur, une alimentation centralisée - la ventilation par aspiration dans la maison est tout simplement vitale.

Il est temps que les développeurs russes le comprennent également.

L'air saturé de pollution, d'humidité et de chaleur passe également par l'unité de ventilation et est rejeté par le déflecteur sur le toit de la maison.

Un tel système de circulation d'air vous permet de créer une surpression dans les pièces d'habitation, ce qui empêche la pénétration de pollution dans les pièces, à la fois de l'extérieur - par exemple, et d'autres pièces et espaces à l'intérieur de la maison.

L'air fourni aux chambres se déplace vers les chambres avec des grilles d'admission de ventilation d'échappement à travers les ouvertures de trop-plein dans les portes. Il s'agit généralement de l'écart entre le sol et la porte.

En hiver, dans un échangeur de chaleur - un échangeur de chaleur installé dans l'unité de ventilation, l'air émis par la maison transfère une partie de la chaleur à l'air frais mais froid injecté dans les pièces.

Dans les pièces dans lesquelles une chaudière de chauffage ou une cheminée à chambre de combustion ouverte est installée, utilisant l'air de la pièce pour la combustion, les deux canaux de ventilation forcée doivent être introduits - canaux d'alimentation et d'évacuation. La présence d'un seul conduit d'évacuation est inacceptable, car le vide créé dans la pièce par l'évacuation forcée peut entraîner le renversement du tirage dans la cheminée et l'entrée de produits de combustion dans la pièce.

La hotte de cuisine rapporte de l'argent

Lors de la mise en marche de la hotte aspirante une grande quantité d'air chaud est rejetée dans la rue dans le seul but d'éliminer les odeurs et autres contaminants qui se forment sur le poêle.

Pour éliminer les pertes de chaleur, il est avantageux d'abandonner la hotte de cuisine habituelle. Au lieu d'une hotte, un parapluie est installé au-dessus du poêle, équipé d'un ventilateur, de filtres, d'absorbeurs d'odeurs pour une purification de l'air en profondeur. Après filtrage, l'air purifié des odeurs et de la pollution est renvoyé dans la pièce. De plus, cette solution réduit les exigences de performance de l'unité de ventilation. Un tel parapluie est souvent appelé hotte filtrante à recirculation. Il convient de garder à l'esprit que les économies réalisées grâce à la baisse des coûts de chauffage sont quelque peu nivelées en raison de la nécessité de remplacer périodiquement les filtres de la hotte.

Unité de ventilation forcée dans une maison privée

L'unité de ventilation d'alimentation et d'extraction est un boîtier rectangulaire de plusieurs dizaines de centimètres.

Il y a deux ventilateurs électriques dans le boîtier.- les systèmes de ventilation d'alimentation et d'extraction. Les ventilateurs peuvent fonctionner à différentes vitesses, modifiant ainsi l'intensité de la circulation de l'air.

Par exemple, s'il y a un grand nombre d'invités, le mode de circulation maximale est activé et, en l'absence de personnes dans la maison, la ventilation peut fonctionner à une intensité minimale.

À l'intérieur de l'unité de ventilation se trouve un échangeur de chaleur - un récupérateur. Dans les unités de ventilation installées dans des maisons privées, un échangeur de chaleur en forme de croix est le plus souvent utilisé. Un schéma de principe du fonctionnement d'un tel récupérateur est donné dans l'article précédent (voir le lien en début d'article).

Deux filtres dans l'unité de ventilation - l'un est installé à l'entrée de l'unité d'air frais de la rue, l'autre est installé à l'entrée de l'air vicié qui entre dans l'unité depuis la maison. Le filtre d'entrée d'air frais retient les spores de champignons, les pollens de plantes, les poussières, les insectes, etc. Il purifie l'air fourni à la maison et, en plus, évite le colmatage des conduits de l'échangeur de chaleur.

Le filtre côté air extrait sert uniquement à protéger les conduits de l'échangeur de chaleur de la poussière domestique. Dans différentes conceptions de blocs, les filtres peuvent être remplaçables ou leur nettoyage périodique est prévu.

Système de protection contre le gel de l'échangeur de chaleur- un élément obligatoire de l'unité de ventilation.

En hiver, l'air chaud et humide quittant la maison dans l'échangeur de chaleur est fortement refroidi et l'eau s'y condense, comme dans un climatiseur. Les jours de gel, cette eau peut geler, la glace obstruera et même détruira les canaux de l'échangeur de chaleur.

Pour éviter cela, dans les unités de ventilation forcée Il existe plusieurs façons de protéger l'échangeur de chaleur contre le gel :

Lorsque de l'air frais à basse température pénètre dans l'unité de ventilation le mode d'alimentation intermittente de cet air est activé. La fréquence et la durée des interruptions de l'alimentation en air sont choisies de manière à ce que l'eau de l'échangeur de chaleur ne gèle pas. La méthode est simple, mais les interruptions de l'alimentation en air réduisent l'efficacité de la ventilation des locaux.
L'unité de ventilation est équipée d'un by-pass - un conduit de by-pass à travers lequel l'air froid frais peut passer en plus de l'échangeur de chaleur. Pendant les périodes de basses températures, le débit d'air frais est divisé par : une partie de l'air passe à travers l'échangeur de chaleur et l'autre partie - à travers la dérivation. La quantité d'air traversant l'échangeur de chaleur est régulée de manière à ce que la température de l'échangeur de chaleur permette au condensat de rester à l'état liquide.
Les jours de gel, entrée dans l'unité de ventilation l'air froid est légèrement réchauffé par un radiateur électrique afin d'empêcher uniquement le gel de l'eau dans l'échangeur de chaleur. Trop de chauffage à l'air frais réduira l'efficacité du transfert de chaleur dans l'échangeur de chaleur.

Le travail coordonné de tous les éléments d'alimentation forcée et de ventilation par aspiration dans une maison privée est assuré par unité de contrôle et de contrôle automatique.

L'unité de contrôle du système de ventilation permet au propriétaire de réguler la quantité et la température de l'air circulant dans les locaux, afin de contrôler la santé des éléments individuels du système.

Des boîtiers de commande plus complexes permettent de programmer le fonctionnement de la ventilation selon un cycle journalier et hebdomadaire, d'ajuster automatiquement le fonctionnement de la ventilation en fonction de la température de l'air extérieur et intérieur de la maison, de l'humidité et de la teneur en dioxyde de carbone dans les locaux.

Intégré dans des unités de ventilation plus chères dispositifs supplémentaires de traitement de l'air.

En hiver, lorsque le chauffage est allumé, l'air de la maison devient souvent trop sec.Humidificateurs d'air domestiques permettent d'assurer une humidité confortable de l'air dans les locaux.

La température de l'air frais après l'échangeur de chaleur augmente légèrement, mais reste négative les jours d'hiver glacials. L'apport d'un tel air froid aux locaux d'habitation provoquera une sensation d'inconfort pour les personnes, notamment celles qui se trouvent à proximité de l'anémostat de ventilation d'alimentation. Pour éliminer ce défaut l'unité de ventilation est souvent équipée d'un aérotherme électrique - un appareil de chauffage. Le chauffage n'est activé qu'à des températures extérieures très basses.

Pour chauffer l'air soufflé, des radiateurs connectés au système de chauffage de la maison sont également utilisés. En règle générale, un tel appareil de chauffage est installé en tant qu'appareil séparé, à l'extérieur de l'unité de ventilation.

Où installer l'unité de ventilation forcée

L'unité de ventilation est mieux installée dans un grenier non résidentiel. Dans ce cas, la longueur des conduits d'air depuis les locaux de la maison sera minime.

Si cela n'est pas possible, le bloc est installé à n'importe quel autre endroit. Il s'agit généralement d'une chaufferie, d'une buanderie, d'un garage ou d'un sous-sol.

Les exigences relatives à l'emplacement de l'unité de ventilation sont les suivantes :

Accès gratuit à l'unité pour remplacer les filtres, réparer et surveiller l'état de l'unité.
L'absence d'exigences supplémentaires sur le site d'installation pour réduire le niveau de bruit du fonctionnement de l'unité.
La longueur minimale des conduits d'air principaux du système de ventilation. Il convient également d'évaluer s'il convient de répartir les conduits d'air le long des structures de construction de la maison.

Comment choisir la bonne unité de ventilation

La sélection d'une unité de ventilation forcée s'effectue en fonction des principaux paramètres suivants :

Performance, m 3 * heure- la quantité d'air fournie à la maison et évacuée des locaux par unité de temps.
Tête, - la pression nécessaire pour vaincre la résistance aérodynamique créée par tous les éléments du système de ventilation.
Le facteur d'efficacité (coefficient de performance) de l'échangeur de chaleur est un indicateur de l'efficacité du transfert de chaleur à l'air frais fourni à la maison à partir de l'air extrait des locaux.

La quantité minimale d'air que l'unité de ventilation doit faire circuler est déterminée par les normes sanitaires. Les valeurs standard de renouvellement d'air pour les locaux d'une maison privée sont données dans l'article précédent. Les performances de l'unité de ventilation doivent être supérieures à la somme des valeurs standard pour toutes les pièces de la maison.

En pratique, pour la simplicité des calculs et la création d'une certaine marge de productivité, un autre indicateur est utilisé - le taux de change de l'air. Il s'agit d'une valeur indiquant combien de fois pendant une heure l'air de la pièce doit changer.

Selon les normes sanitaires russes le taux de renouvellement d'air dans une maison privée doit être d'au moins 0,35 fois/heure.

Par exemple, le volume total de toutes les pièces ventilées d'une maison est de 450 m 3. Ensuite, la capacité minimale requise de l'unité de ventilation est de 450 m 3× 0,35 1 heure = 157,5 m 3 / heure.

De plus, il est nécessaire de vérifier le respect d'une autre condition - l'échange d'air dans la maison ne doit pas être inférieur à 30 m 3 / heure par personne vivant dans la maison. Si cette condition n'est pas remplie, alors le taux de renouvellement d'air est pris supérieur à 0,35.

Il est nécessaire de prévoir une certaine capacité de l'unité de ventilation pour fournir de l'air supplémentaire à la chaudière de chauffage, à la cheminée, à la hotte de cuisine ou en cas de réception d'invités. Par conséquent, dans la pratique, les performances de l'unité de ventilation sont déterminées en prenant le taux de renouvellement d'air dans une maison privée dans la plage de 0,5 à 0,8 1 heure.

Il convient de rappeler que l'unité de ventilation, comme toute pompe, a une dépendance curviligne des performances à la pression. Plus la pression est élevée (résistance aérodynamique du système de ventilation), plus les performances de l'unité de ventilation sont faibles. Cela signifie que plus les conduits d'air sont courts et plus leur section est grande, plus les exigences relatives aux paramètres de l'unité de ventilation sont faibles - moins l'unité est chère et moins la consommation d'électricité pour la ventilation est importante.

Calculer la résistance aérodynamique d'un système de ventilation et déterminer la pression requise est une tâche assez difficile. Il vaut mieux confier sa décision à des spécialistes.

Le choix correct des paramètres de l'unité de ventilation ne peut être fait que sur la base de calculs. Souvent, les entrepreneurs ne s'en soucient pas et proposer d'installer un groupe de ventilation volontairement plus puissant, donc plus bruyant et plus cher.

L'ampleur de la réduction des coûts de chauffage dépend directement de l'efficacité de l'échangeur de chaleur.

L'efficacité des échangeurs de chaleur en forme de croix ne dépasse pas 60%. Dans certains modèles d'unités de ventilation, deux de ces échangeurs de chaleur sont installés, les plaçant en série l'un après l'autre. L'efficacité du système augmente encore de 20 %.

Les unités de ventilation les plus chères peuvent contenir des solutions encore plus efficaces - des échangeurs de chaleur rotatifs et même des pompes à chaleur (caloducs). L'efficacité de tels appareils atteint 90%. Dans les conditions russes, avec des prix du carburant relativement bas, il ne sera pas possible de récupérer les coûts d'installation de telles unités.

Lors du choix d'une unité de ventilation, vous devez également faire attention à d'autres paramètres importants pour le développeur :

Niveau de bruit généré par l'unité de ventilation. Si l'unité est placée sur un mur ou un plafond adjacent à la chambre, vous devez choisir une unité avec un niveau de bruit minimum ou vous devrez dépenser de l'argent pour une insonorisation supplémentaire.
La puissance électrique maximale consommée par les résistances électriques de l'unité de ventilation peut dépasser la capacité du réseau électrique. Demandez-vous s'il est plus rentable de chauffer l'air avec un échangeur de chaleur relié au système de chauffage.
Estimez le coût du remplacement du filtre, la fréquence de remplacement et la disponibilité continue.
Si l'air frais est aspiré par un échangeur de chaleur au sol, une unité de ventilation équipée d'un by-pass est sélectionnée.

Prise d'air et déflecteur du système de ventilation forcée

La grille d'entrée d'air pour la ventilation d'air frais est généralement située dans le mur extérieur de la maison ou sur le toit.
L'emplacement de la prise d'air est sélectionné en fonction des éléments suivants :

La distance entre l'ouverture d'admission d'air et le déflecteur par lequel l'air est évacué par la ventilation d'extraction doit être d'au moins 10 M. La même distance doit être maintenue par rapport à la cheminée, à la colonne montante d'égout et aux autres sources d'odeurs et de pollution de l'air.
La prise d'air est placée à une hauteur d'au moins 1,5 m de la surface de la terre et 0,5 m au-dessus du manteau neigeux.
L'ouverture d'admission d'air doit être recouverte d'un grillage pour empêcher la pénétration d'oiseaux, d'insectes, de feuilles, etc. dans le conduit d'air.

De plus en plus populaire est le dispositif d'admission d'air à travers

Conduits de ventilation dans une maison privée

Dans le système de ventilation forcée d'une maison privée, les conduits d'air ronds de diamètres standard sont le plus souvent utilisés - 100, 125, 150, 200 et 250 millimètre. Les conduits peuvent être en acier, en aluminium ou en plastique.

Comment déterminer la section transversale du conduit

Pour que le mouvement de l'air dans les conduits soit silencieux, la vitesse d'écoulement dans ceux-ci doit être d'environ V=2 — 4 Mme. Il est recommandé de sélectionner une valeur inférieure pour les conduits de dérivation situés dans l'espace de vie et une valeur supérieure pour les sections principales situées à l'écart des chambres.

En se concentrant sur les valeurs normatives de l'échange d'air, déterminer les performances requises pour chaque point d'entrée et de sortie d'air, Q m 3 / heure.

Aire de section du conduit, UN m 2 = Q m 3 / heure / 3600 * V Mme(on tient compte du fait que 1 heure = 3600 seconde)

Connaître la section transversale requise du conduit MAIS, m 2 vous pouvez facilement calculer son diamètre ré, m(selon la formule MAIS = π ré 2 / 4), d'où : ré = 2√UN /π.
Il est recommandé de choisir un conduit d'air de taille standard avec un diamètre supérieur à celui calculé.

Les conduits d'air rectangulaires prennent moins de place, mais ont une plus grande résistance aérodynamique que les conduits ronds de même surface.

L'unité de ventilation est reliée à des tuyaux rigides de conduits d'air à l'aide de tuyaux élastiques flexibles d'une longueur d'au moins 1 m. Cette solution empêche la transmission des vibrations sonores de l'unité de ventilation par les tuyaux vers les locaux.

Les conduits de ventilation doivent être recouverts d'une couche d'isolation thermique. L'isolation thermique des conduits d'air empêche la condensation de la vapeur d'eau sur leurs parois et empêche également la transmission des sons à travers le tuyau.

Il faut tenir compte du fait que non seulement l'air se déplace à travers les conduits d'aération de la maison, mais aussi le son, ainsi que les rongeurs.

Les conducteurs sonores sont les parois des conduits d'air, ainsi que l'air à l'intérieur de ceux-ci. Pour réduire le niveau de bruit transmis, il est recommandé d'utiliser des conduits d'air en matériaux élastiques, à coller sur les parois des tuyaux avec un matériau insonorisant.

Les sons transmis par l'air sont fortement atténués avec une augmentation de la longueur du conduit et une diminution de sa section. Par conséquent, lors de la conception de la disposition des conduits d'air et du placement des ouvertures d'alimentation et d'évacuation, il est nécessaire de maximiser la longueur des conduits d'air reliant ces ouvertures dans les pièces adjacentes.

Pour protéger l'unité de ventilation et les locaux de la maison des rongeurs, des grilles métalliques sont installées sur toutes les ouvertures d'entrée et de sortie des conduits d'air.

Le diamètre des conduits d'air est choisi en fonction du calcul de la résistance aérodynamique du système de ventilation.

Les conduits rectangulaires sont rarement utilisés. De tels conduits d'air sont placés de manière plus compacte dans les structures de construction de la maison, mais ils sont moins avancés technologiquement à fabriquer et plus difficiles à installer.

Les conduits de ventilation ont un diamètre assez important. Par conséquent, même au stade de la conception d'une nouvelle maison, il est nécessaire de prévoir des emplacements dans les structures du bâtiment pour la pose cachée de conduits d'air dans les pièces d'habitation de la maison.

Pour accueillir les conduits de ventilation, des niches sont prévues dans les murs, des canaux dans les plafonds. Les conduits d'air sont cachés derrière les plafonds suspendus, dans l'enveloppe des murs et des cloisons.

Dans les locaux, les conduits d'alimentation en air se terminent par des anémostats, qui servent à une dispersion uniforme de l'air et permettent également de régler la quantité d'air fourni.

L'air des locaux pénètre dans les conduits d'évacuation par des grilles conventionnelles.

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Concevez un système de ventilation centralisé moderne avec récupération de chaleur pour votre maison.

Lors de la construction d'une maison, assurez-vous de poser les conduits d'air et le câblage électrique prévus par le projet jusqu'à l'unité de ventilation centrale. Une fois la construction terminée, il sera presque impossible de le faire.

Si le budget de construction ne vous permet pas d'acheter tout de suite une unité de ventilation avec récupération, remettez l'achat à plus tard. Installez une unité de ventilation d'alimentation et d'extraction moins chère sans échangeur de chaleur.

Les unités de récupération deviennent rapidement moins chères au fil du temps et l'énergie devient plus chère. Bientôt, viendra inévitablement le moment où le prix de l'unité, le montant des économies en frais de chauffage, le désir de confort et vos revenus vous permettront d'acheter une unité de récupération et de l'installer sur un endroit déjà préparé.

Il existe deux caractéristiques principales des objets de grande surface et de volume concernant leur ventilation efficace. Le premier d'entre eux est évident et est associé aux problèmes d'organisation de l'échange d'air, qui assure une répartition uniforme de l'air frais sur la surface de la pièce ou dans ses zones microclimatiques individuelles.

Dans le même temps, un point important est également l'utilisation rationnelle de l'énergie thermique sur la hauteur de la pièce, afin d'éviter de grands gradients de température verticaux, lorsque l'air surchauffé s'accumule sous le plafond, augmentant considérablement la perte de chaleur par le toit, au lieu de formant le régime de température nécessaire dans la zone de travail.

La deuxième caractéristique est liée au fait que de tels objets, étant très coûteux, changent parfois plusieurs fois de destination au cours de leur cycle de vie en raison de changements dans l'utilisation prévue, la technologie des travaux effectués ou la réorganisation des modes de fonctionnement des bâtiments. .

Par exemple, un atelier d'usinage de production peut être transformé en bâtiment social. Dans le même temps, il est souhaitable de préserver le système de ventilation existant, en se limitant à une reconfiguration organisationnelle et structurelle au niveau du système de contrôle afin d'éviter sa reconstruction radicale.

Dans le même temps, il convient de garder à l'esprit que les objets considérés peuvent fondamentalement différer les uns des autres en termes d'exigences pour les systèmes de support microclimatiques. En ce sens, les supermarchés et les hypermarchés diffèrent considérablement des entrepôts pharmaceutiques.

Un complexe de foire commerciale, par exemple, a des exigences de ventilation différentes de celles des usines de pâtes et papiers, etc. À l'heure actuelle, des équipements de ventilation sont disponibles (Fig. 1) qui répondent aux caractéristiques indiquées, apparemment incompatibles, des objets du type considéré.

Systèmes centraux et décentralisés

Lors du développement de solutions de conception, il convient de faire la distinction entre les systèmes de ventilation centraux et décentralisés. Le premier d'entre eux suppose la présence d'une unité de grande capacité qui traite l'air, qui est ensuite distribué à l'aide d'un système de conduits d'air dans tout le volume de la pièce.

Les seconds sont un ensemble d'unités physiquement autonomes de productivité relativement faible, situées avec un certain degré d'uniformité sur la surface de la pièce directement sous le plafond. Les systèmes décentralisés, ayant une grande adaptabilité, répondent au mieux aux caractéristiques des objets de grande surface et de volume.

Dans le même temps, comme le montrent les calculs, ainsi que l'expérience pratique existante, les systèmes décentralisés sont plus économiques en fonctionnement, offrant une période de récupération des coûts d'investissement supplémentaires dans les 2-3 ans, après quoi ils commencent à générer un bénéfice net. Sur la fig. 2 montre une unité de ventilation équipée d'un échangeur de chaleur à plaques récupérateur, d'un réchauffeur et d'un système de refroidissement direct avec une unité de condensation située sur le toit.

Auparavant, les systèmes décentralisés étaient principalement utilisés dans les installations industrielles. À l'heure actuelle, grâce aux propriétés techniques éprouvées et aux indicateurs économiques positifs, la ventilation décentralisée est également mise en œuvre avec succès dans les installations sociales et utilitaires.

Il s'agit par exemple des supermarchés et hypermarchés, des marchés, des gares, des grands aéroports, des complexes sportifs, des halls d'exposition, des garages couverts, etc. Les principaux avantages de l'utilisation de tels systèmes sont les suivants:

Pas besoin d'utiliser des conduits d'évacuation et/ou de soufflage d'air.
Pertes de charge statique considérablement réduites.
Possibilité de réalisation de modes de fourniture d'air chauffé et refroidi.
Absence de courants d'air (mobilité aérienne accrue) dans la zone de travail.
Réduction du gradient de température sur la hauteur de la pièce en mode chauffage à air.
Possibilité de formation de diverses zones microclimatiques dans les zones données d'un volume de construction.
La stabilité des paramètres microclimatiques maintenus, indépendamment des influences dynamiques externes (ouverture des portes et des fenêtres, charges de vent, etc.).
Haute fiabilité du système dans son ensemble. En cas de panne temporaire d'une seule unité, le système continue de fonctionner, étant intégré au niveau supérieur de contrôle hiérarchique. Pendant la durée des travaux de restauration, l'adresse de l'unité défectueuse est systématiquement bloquée dans la liste générale avec suppression ultérieure du blocage à la fin de la réparation.
Efficacité énergétique élevée grâce à l'amélioration de l'échange d'air, de la recirculation de l'air et de la récupération de chaleur, ce qui contribue à réduire la dépréciation de l'équipement en raison des faibles coûts d'exploitation.
Pas besoin d'utiliser des chambres de ventilation d'alimentation et d'évacuation.
Possibilité d'installation sans arrêter le processus technologique principal ;
Possibilité d'équipement étape par étape du système de ventilation par extension séquentielle de la fonctionnalité et des zones de production desservies.

Les systèmes de ventilation décentralisée sont limités par les possibilités de leur implantation dans des pièces d'une hauteur sous plafond de 4,5 à 18 m et d'une superficie inférieure à 100 m2. Cela est dû aux caractéristiques aérodynamiques de la formation de jets d'alimentation verticaux fonctionnant sur le principe de l'injection d'air avec un angle de tourbillon contrôlé et un noyau de raréfaction formé directement derrière la sortie de la buse.

Air d'échappement contaminé par des huiles

L'un des avantages des systèmes décentralisés réside dans la possibilité de choisir des unités de ventilation parmi une large gamme de modèles fournis qui répondent aux exigences spécifiques de leur application. Dans certains cas, un problème important est la présence d'aérosols d'huile dans l'air évacué.

Les solutions techniques standard dans ces circonstances sont inacceptables en raison de la nécessité d'un remplacement fréquent des filtres et de la destruction de matériaux d'étanchéité qui ne sont pas suffisamment résistants aux huiles.

Les modèles résistants à l'huile disponibles dans le cadre des unités de ventilation fournies apportent une solution à ce problème, ayant la capacité de capturer efficacement les aérosols d'huile et de drainer adéquatement leurs produits de filtrage.

Travailler dans des climats froids

Pour la Russie, les performances des unités à basse température revêtent une importance particulière, car un certain nombre de régions sont situées dans la partie nord-est, caractérisée par des conditions climatiques particulièrement sévères. Selon SNiP 23-01-99 "Climatologie de la construction" dans la zone du pôle du cours (Oymyakon), la température estimée de la période de cinq jours la plus froide avec une probabilité de 0,98 est de -60°C. La version standard des unités permet leur fonctionnement à des températures extérieures jusqu'à -30°C.

La version spéciale Cold Climate (CC-1) étend la limite de fonctionnement des unités à -40°С, et la version Cold Climate (CC-2) - jusqu'à -60°С. La conception de ces unités utilise des plastiques qui conservent leur résistance à basse température et ne se fissurent pas au froid. Au lieu d'amortisseurs en caoutchouc, des ressorts en acier avec des coupelles en silicone sont utilisés.

Tous les profilés d'étanchéité sont en silicone résistant au froid. Les actionneurs de vannes d'air sont équipés de systèmes de chauffage. Des actionneurs à ressort de rappel sont installés pour la protection en cas de panne de courant. L'échangeur de chaleur à plaques est scellé à l'aide d'une résine époxy très résistante.

Si l'échangeur de chaleur commence à geler, le capteur de pression différentielle différentielle se déclenche et la séquence d'actions suivante commence : le volet d'air extérieur se ferme et le volet de recirculation s'ouvre ; le ventilateur d'alimentation s'arrête et le ventilateur d'extraction continue de fonctionner ; la vanne de dérivation de l'échangeur à plaques s'ouvre complètement ; le flux d'air chaud sur la hotte fait fondre la glace et après une temporisation réglable et le retour du capteur différentiel de pression différentielle à son état d'origine, l'appareil repasse en fonctionnement normal. La protection contre le gel de l'aérotherme est réalisée à l'aide d'un contrôleur qui surveille à la fois la température de l'air et la température de l'eau.

A cet effet, l'extrémité du tube capillaire tendue à l'envers du réchauffeur est insérée dans le tuyau de vidange. Si la température de l'eau descend en dessous de 11°C, le mitigeur s'ouvre progressivement. Lorsque la température descend en dessous de 5°C, la vanne mélangeuse est complètement ouverte et une alarme de gel est déclenchée. Au démarrage de l'unité et lors du passage du mode recirculation à l'un des modes de soufflage d'air neuf, le système de démarrage progressif du ventilateur de soufflage est activé.

Pour assurer le fonctionnement à des températures de l'air extérieur inférieures à -40°C (version CC-2), les moteurs des ventilateurs d'extraction sont en outre équipés de dispositifs de chauffage pour les périodes d'arrêt des ventilateurs, ce qui garantit un démarrage et un fonctionnement fiables de l'unité à des températures allant jusqu'à - 60°C.

Travailler dans des environnements explosifs et inflammables

En présence de catégories assignées de danger d'explosion et d'incendie A et B, réglementées conformément aux normes NPB 105-03 "Définition des catégories de locaux, bâtiments et installations extérieures pour risques d'explosion et d'incendie", il est interdit d'utiliser des unités de ventilation situées à l'intérieur pour le chauffage de l'air .

À ces fins, il est possible d'utiliser les unités spécifiées dans une version spéciale EEX qui, conformément aux normes européennes DIN EN 60079-10 et VDE 0165 (partie 101:1996-10), est certifiée pour le fonctionnement dans les zones 1 et 2. L'indiqué signifie que les unités peuvent être utilisées dans cette exécution lors de l'équipement de locaux dans lesquels il est possible de former un environnement inflammable et explosif de classe T3, ce qui correspond à une température d'inflammation de substances combustibles supérieure à 200 ° C.

La température maximale autorisée des surfaces chaudes dans ce cas est de 200 ° C, ce qui est conforme à GOST 51330.0-99 «Équipement électrique antidéflagrant. Exigences générales » fait référence au groupe de protection contre les explosions II T3. Les principales différences entre les unités de ventilation EEX et standard sont les suivantes :

les composants électriques sont remplacés par des composants antidéflagrants ;
les circuits électriques ont l'isolation galvanique nécessaire ;
les matériaux susceptibles d'accumuler des charges électrostatiques sont convenablement protégés ou complètement remplacés.

En particulier, les activités suivantes ont été réalisées :

Les ventilateurs sont remplacés par des ventilateurs diagonaux antidéflagrants. Les moteurs des ventilateurs sont équipés de capteurs de température de type PTC avec dispositif de protection de déclenchement. L'entrée du ventilateur est en acier inoxydable et possède une grille de protection.
Le coffret du contacteur est équipé de presse-étoupes Ex avec bague d'étanchéité intégrée et dispositif de serrage à vis.
Le revêtement insonorisant du diviseur de débit à disque est recouvert d'une feuille d'aluminium afin d'éviter l'accumulation de charges électrostatiques, qui est correctement mise à la terre.
Les filtres de type poche ont un treillis métallique entrelacé qui est mis à la terre. Le cadre métallique du filtre est également mis à la terre.
Le capteur de pression différentielle du filtre est monté à l'intérieur de la section de commande mais non connecté. La connexion électrique est fournie à l'armoire de commande lors de l'installation de l'unité sur le site du client à l'aide d'un circuit d'isolation galvanique externe.
Le thermostat de congélation est monté dans la section de chauffage, mais également non connecté. La connexion électrique est fournie à l'armoire de commande lors de l'installation de l'unité sur le site du client à l'aide d'un circuit d'isolation galvanique externe.

En général, les unités répondent aux exigences de GOST R 51330.13-99 «Équipement électrique antidéflagrant. Installations électriques dans les zones dangereuses" et Manuel 13.91 "Exigences d'incendie pour les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation" à SNiP 2.04.05-91* "Chauffage, ventilation et climatisation".

Un environnement confortable dans les centres commerciaux augmente les ventes

Dans la gamme générale d'unités fournies, il existe des modèles spéciaux conçus pour l'équipement des centres commerciaux (Fig. 3), dont les spécificités sont associées aux circonstances suivantes:

Faible hauteur sous plafond.
La nécessité d'une perturbation minimale de l'intérieur.
Exigences accrues en matière de performances acoustiques.

Les modèles spéciaux d'unités de ventilation mentionnés ci-dessus sont structurellement conçus de telle sorte que seuls les distributeurs d'air à injection pénètrent dans la zone de vente. Ainsi, l'intérieur est préservé et la distance entre la sortie de la buse et la limite supérieure de la zone de travail est augmentée, ce qui permet d'y apporter de l'air chauffé et refroidi sans mobilité excessive (courants d'air).

Étant donné que les ventilateurs sont situés au-dessus du toit et que le répartiteur d'air est doté d'un diviseur de débit à disque recouvert d'un matériau poreux qui protège la pénétration du son dans le hall, les impacts sonores sont minimes. En conséquence, un niveau de confort élevé est atteint, ce qui attire les clients, contribue à prolonger leur séjour dans le centre commercial et à augmenter leurs achats.

Pensez à l'installation et à la maintenance

La facilité d'installation et d'entretien, ainsi que le volume requis de ces travaux sont l'un des indicateurs qui caractérisent le système de ventilation. Les solutions de conception qui prévoient un système de ventilation décentralisé sont mises en œuvre dans les plus brefs délais avec une petite quantité de travail d'installation, car les monoblocs fournis passent par un cycle complet de travail d'assemblage à l'usine de fabrication.

L'absence de conduits d'air et, par conséquent, les pertes de charge pour surmonter la résistance aérodynamique, qui nécessite généralement jusqu'à 80% de l'énergie électrique consommée, conduit au fait que la puissance des moteurs électriques est faible (maximum 3 kW) et les câbles d'alimentation ont une petite section transversale. De ce fait, l'installation électrique est grandement simplifiée.

La tuyauterie hydraulique est également simplifiée grâce à la livraison complète du module hydraulique assemblé, qui comprend une électrovanne à trois voies, ainsi que les vannes d'arrêt et de contrôle nécessaires (vannes d'équilibrage, d'air, d'arrêt, d'arrêt) . Le module est équipé de raccords standard sur les canalisations d'entrée et de sortie.

La liaison du système d'automatisation est réduite à une connexion en série des unités de ventilation entre elles à l'aide d'une paire torsadée standard. Tous les travaux de configuration du réseau sont effectués à partir du clavier d'un ordinateur connecté comme l'un des nœuds du réseau à un bus commun. La hiérarchie à trois niveaux créée dans ce cas est déterminée de manière virtuelle en attribuant des adresses correspondantes aux éléments du réseau.

L'installation mécanique des unités assurant l'apport d'air neuf s'effectue depuis l'extérieur de la toiture, ce qui permet d'effectuer les travaux dans les plus brefs délais sans arrêter la production existante. Il en va de même pour la maintenance opérationnelle dont le volume est réduit au minimum et s'effectue sans perturber le déroulement des principales opérations technologiques.

Chaque unité dessert une zone individuelle, ce qui permet de former des zones avec différents réglages de température (ventilation de confort, chauffage d'appoint, etc.), des modes de fonctionnement attribués (recirculation, apport d'air neuf, etc.) et des horaires différents (simple, bi- ou travail en trois équipes).

Le principe d'inonder la zone de travail avec de l'air frais amené et évacué dans le respect d'un certain bilan d'air pour chacune des zones desservies individuellement évite les flux indésirables d'air pollué entre elles. L'apport d'air directement à la zone de travail augmente également l'efficacité de l'assimilation des émissions nocives, en fait, en réduisant au minimum la concentration de pollution par les gaz et les aérosols.

Solution rentable

Conceptuellement, la ventilation décentralisée dans un certain nombre d'applications est la solution technique optimale qui offre non seulement des avantages fonctionnels par rapport aux systèmes centralisés, mais également plus avantageuse économiquement, notamment en termes de cycle de vie complet du fonctionnement des équipements.

La ventilation décentralisée a fait ses preuves dans de nombreuses installations nationales et étrangères. Parmi les installations russes, les plus caractéristiques sont les grands entrepôts douaniers pour les produits finis, les pièces détachées, les matériaux, les produits semi-finis, les équipements, les produits pharmaceutiques, etc.

Ils comprennent également des complexes sportifs, des centres d'exposition, des salles d'exposition, des salles de concert, de grandes imprimeries, des hangars, des ateliers de réparation d'équipements, des ateliers de menuiserie et d'usinage, etc. une;

Les objets de grande surface et de grand volume imposent des exigences accrues aux systèmes de ventilation. Riz. 2 ;

L'unité de ventilation avec échangeur de chaleur à plaques récupérateur intégré réduit les coûts d'exploitation au minimum.

Créer des systèmes de ventilation pour la reconstruction de bâtiments existants n'est pas une tâche facile, surtout lorsqu'il s'agit de monuments architecturaux du début du XXe siècle. En règle générale, les schémas et solutions traditionnels ne conviennent pas ici: l'architecture, l'aménagement et l'état des communications internes du bâtiment imposent de nombreuses restrictions. Dans de telles situations, les développements modernes dans le domaine des systèmes de ventilation décentralisés à haute performance viennent en aide aux concepteurs.

Situé au centre de Moscou, le bâtiment de cinq étages du ministère de la Santé de la Fédération de Russie d'une superficie totale de 21 000 m 2 est un monument architectural. Lors de sa construction, le système de ventilation n'a pas été prévu. Cependant, un bâtiment administratif moderne au centre d'une métropole ne peut pas fonctionner normalement sans un tel système.

En 2009, il a été décidé de reconstruire le bâtiment. Les exigences du client ont été formulées. Les principales exigences pour le système de ventilation étaient les suivantes : l'installation des équipements dans les plus brefs délais et la consommation minimale de chaleur et d'électricité par le système de l'installation.

Lors de l'inspection du bâtiment, il a été constaté qu'en raison de la disposition des gaines de ventilation verticales, il était impossible de les poser. De plus, il n'y a pas d'espace pour l'équipement principal des systèmes de ventilation centraux. Enfin, l'insuffisance des limites énergétiques existantes et l'impossibilité de fournir des sources supplémentaires d'électricité et de chaleur ont été révélées. Ces restrictions sévères ont immédiatement rendu de nombreuses solutions traditionnelles inadaptées.

Parmi les options, un schéma a été envisagé dans lequel l'air, sous l'influence des ventilateurs d'extraction installés dans les couloirs, aurait dû traverser les grilles de débordement des cadres de fenêtre. En conséquence, un tel système a dû être abandonné, car l'air entrant dans les locaux ne répondait pas aux exigences de propreté et de température.

Cependant, le vecteur de la bonne décision était évident - il fallait rechercher des systèmes de ventilation décentralisés, mais plus intégrés que les systèmes sans conduits d'air utilisés dans les grands entrepôts.

Les centrales de traitement d'air de la classe «mini» avec échangeurs de chaleur à plaques métalliques s'intègrent assez bien dans le concept accepté. Mais après une étude approfondie du principe de leur travail, ils ont dû abandonner leur utilisation. Le fait est qu'à une température de l'air inférieure à environ -8 ° C, le système de contrôle de telles installations ouvre un canal de dérivation et l'air froid, contournant l'échangeur de chaleur, pénètre directement dans la pièce, ce qui n'était pas adapté à cette installation. Certaines unités de ce type, en alternative au canal de dérivation, sont équipées d'un réchauffeur électrique pour préchauffer l'air avant l'échangeur de chaleur, cependant, dans des conditions de pénurie d'énergie, cette solution était également inacceptable.

Après une étude détaillée des derniers développements dans le domaine de la technologie de ventilation, il a été décidé d'utiliser des systèmes avec des échangeurs de chaleur à plaques à membrane. Sur le marché russe, ces équipements sont représentés par des centrales de traitement d'air de plusieurs fabricants : Mitsubishi Electric (Lossnay) et Electrolux (STAR). Des installations Lossnay ont été installées sur ce site.

Les plaques des récupérateurs de tels systèmes sont constituées d'un matériau poreux spécial à débit sélectif. Un avantage important d'un échangeur de chaleur à membrane est la capacité de transférer non seulement la chaleur, mais également l'humidité de l'air évacué vers l'air soufflé.

L'efficacité d'un tel échangeur de chaleur atteint 90%, et même à basses températures extérieures, l'unité d'alimentation et d'extraction peut fournir de l'air à une température de 13 à 14 ° C sans chauffage supplémentaire, ce qui, en cas de dégagement de chaleur excessif dans les bureaux , permet également la climatisation en période hivernale.

L'absence de condensat due au transfert d'humidité vous permet de placer facilement les unités dans n'importe quelle position, tandis que les échangeurs de chaleur à plaques traditionnels nécessitent l'organisation d'un système de drainage, ce qui réduit considérablement leur portée.

La solution de conception avec l'utilisation d'unités avec un échangeur de chaleur à membrane a prévu le placement des collecteurs d'alimentation et d'évacuation étage par étage dans les couloirs avec des sorties aux extrémités du bâtiment. Les unités elles-mêmes, en raison de leur faible hauteur, ont été montées directement dans les armoires derrière le faux plafond. Étant donné que le niveau sonore de ces équipements est extrêmement faible, aucune mesure d'insonorisation supplémentaire n'était nécessaire. Ceci, ainsi que l'absence de nécessité d'organiser un système d'évacuation des condensats, a permis de réduire considérablement le temps d'installation.

L'automatisation de tels systèmes vous permet de programmer leur travail pendant une semaine avec des modes nuit et jour. Cette fonction peut être utile lors de l'utilisation d'unités de ventilation pour locaux de bureaux. La programmation de l'arrêt des installations pour la période de nuit permet dans ce cas d'économiser davantage d'énergie. Les installations desservant les salles de conférence peuvent être programmées pour s'allumer et s'éteindre selon un horaire. De plus, l'automatisation intégrée a pour fonctions de protéger l'échangeur de chaleur du gel (avec une baisse importante de la température de l'air soufflé, généralement inférieure à -20 ° C), de sélectionner la vitesse du ventilateur et de contrôler le colmatage du filtre en fonction du temps de fonctionnement.

Déjà au stade de la conception, il est devenu clair que la solution choisie est la meilleure pour cet objet et présente un grand nombre d'avantages. Un seul inconvénient a été identifié : un nombre important d'unités de ventilation, et il y en a plus de 150 selon le projet, peut entraîner certaines difficultés dans leur entretien, qui se résume ici au remplacement des filtres et au nettoyage des récupérateurs. La fréquence à laquelle ces procédures doivent être effectuées dépend de la pureté de l'air entrant dans l'unité. Il a été décidé de pré-épurer l'air extérieur avec des filtres supplémentaires installés dans les collecteurs d'alimentation étage par étage, ce qui a permis de doubler la durée de vie des filtres d'alimentation standard et l'intervalle d'entretien des récupérateurs.

En raison du nombre minimum de conduits d'air et de la facilité d'installation des unités elles-mêmes, les travaux d'installation ont été achevés encore plus rapidement que prévu selon le calendrier.

Pour le moment, les systèmes fonctionnent sans modes d'urgence et fonctionnent de manière stable à basse température cet hiver, ce qui s'est produit cette année, ce qui confirme l'exactitude de la solution de conception choisie.

En conclusion, il convient de noter que l'approche décrite peut être appliquée non seulement dans les régions à climat tempéré, mais également dans des conditions climatiques plus sévères. Cependant, dans ce cas, il n'est plus possible de se passer d'installer des radiateurs électriques externes.

L'article a été préparé par le service technique de l'entreprise