Воздухообрабатывающая установка

06.03.2021

Воздухообрабатывающая установка, или воздухообрабатывающий агрегат (англ. air handler, supply air unit) — устройство приточной и/или вытяжной вентиляции, обрабатывающее воздух и подающее его в закрытое помещение. Является частью системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Воздухообрабатывающая установка, как правило, подключается к центральной вентиляции и включает вентилятор, рекуператор и/или нагревающий либо охлаждающий элемент, стойки или камеры для фильтров, звуковую изоляцию и амортизацию, заключённые в металлический корпус. Обработанный воздух доставляется в помещения либо напрямую, либо через систему воздуховодов. В последнем случае воздух поступает в помещения через доводчики. Также существуют бытовые приборы приточной вентиляции для индивидуального использования в одном помещении — проветриватели и бризеры.

Конструкция

Агрегаты приточной, вытяжной или приточно-вытяжной вентиляции, как правило, являются набором секций из гальванизированного металла, в которых последовательно располагаются функциональные устройства. Эти секции могут быть моноблочными агрегатами либо являться отдельными модулями. При этом крупные установки достигают нескольких метров в длину. Наружные блоки имеют дополнительную защиту от погодных условий.

Вентилятор

Вентилятор устройства обеспечивает подачу наружного воздуха в помещение или в систему воздуховодных каналов. Распространено использование центробежного вентилятора, работающего от двухфазного электродвигателя. В некоторых вариантах воздухообрабатывающих устройств вместо вентилятора используют вентиляционный двигатель — это замкнутая электромеханическая система, состоящая из синхронной машины с синусоидальным распределением магнитного поля в зазоре, датчика положения ротора, преобразователя координат и усилителя мощности. Такие воздухообрабатыватели распространены в США.

Фильтры

Фильтрация воздуха почти всегда присутствует в приточных установках. Чистоту воздуха обеспечивают с помощью простых грубых фильтров, HEPA, электростатического осаждения или при помощи комбинации этих методов. Фильтры как правило размещаются в корпусе. В зависимости от степени очистки фильтры, как правило, размещают в двух (или более) кассетах. Фильтр с классом грубой фильтрации располагается перед более тонким фильтром или другим фильтром, который является финальной стадией процесса очистки. Фильтры, размещенные таким образом, легко заменяются и каждый из них защищает более дорогой фильтр следующей ступени очистки.

Нагревающие/охлаждающие элементы

Воздухообрабатывающие устройства в зависимости от климатических условий оснащены системой подогрева или охлаждения. Способы изменения температуры приточного воздуха варьируются от рекуперации до электрического нагревателя. В крупных агрегатах охлаждение/нагревание приточного воздуха достигается с помощью змеевика теплообменника прямого или непрямого действия. Теплообменник прямого действия включает в свою конструкцию нагреватель, использующий газ или жидкое топливо, который размещен прямо в воздушном потоке. Также может использоваться электронагреватель, тепловой насос или испарительный охладитель (как правило, в местностях с сухим климатом). В холодном климате, где зимой температура регулярно падает ниже нуля, змеевики теплообменника устанавливаются в передней части агрегата, чтобы от оледенения были защищены все остальные секции воздухообрабатывающей установки. Система контроля при этом построена таким образом, что если определенная температура воздуха в потоке не достигнута, то весь воздухообрабатывающий агрегат останавливает работу для защиты от оледенения.

Балансировка и амортизация

Балансировка и амортизация (виброизоляция, а также шумоизоляция) — это схожие по своим целям функциональные устройства воздухообрабатывающего агрегата. Балансиры устанавливают в целях устранения источников вибрации. Чтобы вентиляторы не вносили лишние вибрации во всю конструкцию и не ускоряли износ агрегата, на них устанавливают специальные балансиры. Виброизоляцию (гибкие секции) устанавливают между вентиляторным отсеком и остальными частями воздухообрабатывающей установки. Виброизоляция является результатом действия двух процессов внутри препятствия — гашения и изоляции колебаний, которые обусловлены физическими свойствами материала препятствий, а также конструктивными особенностями самого препятствия. Также вентиляторный отсек устанавливают на пружинные опоры, чтобы не допустить передачу вибрации через пол.

Теплоутилизация

Устройства регенерации или обмена тепла разных видов могут быть установлены между приточным и вытяжным потоками в целях экономии энергии и повышения мощности.

  • Рекуператор или пластинчатый теплообменник: «сэндвич» из пластика или металлических пластин с чересстрочным проходом воздуха. Тепло передается между воздушными потоками от одной стороны пластины на другую. Пластины обычно находятся на расстоянии 4-6 мм друг от друга. Эффективность рекуперации до 70 %.
  • Роторный рекуператор: медленно вращающаяся матрица из гофрированного металла, работающая в обоих направлениях воздушных потоков. Когда агрегат находится в режиме нагрева, встречные потоки в спиральном корпусе теплообменника, частично перемешиваясь, обмениваются теплоэнергией. Таким образом теплый поток удаляемого воздуха отдает часть тепла холодному приточному воздуху. При этом роторный рекуператор может работать и в обратном направлении: то есть передавать тепло от приточного воздуха удаляемому. Эффективность рекуперации до 85 %. Кроме того существуют колеса с гигроскопическим покрытием, обеспечивающие кроме теплопередачи сушку или увлажнение воздушных потоков.
  • Тепловая трубка: когда необходимо гарантировать отсутствие перемешивания воздуха, вытяжной и приточный потоки не соприкасаются. В этом случае в качестве теплопередающей среды используется хладагент. Тепловая трубка состоит из нескольких изолированных трубок. Тепло поглощается на одной стороне трубы через испарение хладагента, и отдается на другой стороне путём его конденсации. Эффективность рекуперации до 65 %.
  • Управление

    Управление необходимо, чтобы контролировать каждую функцию агрегата, как то: температуру подаваемого воздуха, скорость вентилятора, качество воздуха, влажность, концентрация загрязнителей. Это может быть простая система включения/выключения разных компонентов устройства, а может быть сложная система автоматизации здания, использующая, например, Demand controlled ventilation, BACnet или LonWorks.

    Бытовые проветриватели и бризеры

    Компактная разновидность воздухообрабатывающего агрегата. Как правило выполняет только функцию притока воздуха. Проветриватель (бризер, стеновой проветриватель и т. п.) представляет собой устройство, обеспечивающее механический приток наружного воздуха в помещение. Он состоит из моноблочного корпуса (может быть выполнен в пластике) и вентиляционного воздуховода. Из всех компонентов воздухообрабатывающих агрегатов бризеры сохраняют только вентилятор, фильтры и нагреватели. Так же может присутствовать панель управления. В зависимости от выбранной скорости вращения вентилятора объём притока составляет в среднем от 35 до 120 м3/ч. Комплектация фильтров может сильно разниться в зависимости от производителя. Бризеры и проветриватели монтируется внутри помещения на стену, сообщающуюся с улицей. С внешней стороны остается отверстие диаметром, равным диаметру воздуховода, перекрытое решеткой. Для установки проветривателя в наружной стене бурят сквозной канал от 100 мм. Устройство подключается к сети переменного тока 220 В.

    Галерея

    • Инструкция и схема воздухообрабатывающего устройства в немецком военном бункере

    • Воздухообрабатывающее устройство над зоной для курения в Японии

    • Конструкция бризера: 1 – Воздухозаборная решетка 2 – Воздуховод 3 – Задвижка 4 – Фильтры 5 – Нагревающий элемент 6 – Вентилятор 7 – Панель управления