Вентиляторы приточно-вытяжные

Вентиляторы приточно-вытяжные: классификация, конструкция, применение и ключевые аспекты выбора

Приточно-вытяжные вентиляторы представляют собой агрегаты, объединяющие в едином корпусе или модульной схеме два вентилятора: приточный и вытяжной. Их основная функция – организация сбалансированного воздухообмена в помещении путем одновременной подачи свежего наружного воздуха и удаления загрязненного внутреннего. В отличие от раздельных систем, они обеспечивают точный контроль баланса расходов, что критически важно для поддержания заданного давления в чистых помещениях, лабораториях, производственных зонах.

Принцип действия и базовые схемы организации воздухообмена

Принцип работы основан на синхронном функционировании двух воздушных потоков, создаваемых независимыми крыльчатками, управляемыми общим или раздельными контроллерами. Существует две основные схемы компоновки:

• Моноблочная установка (единый корпус): Оба вентилятора, фильтры, теплообменник (при наличии) и система автоматики смонтированы в общем звукоизолированном корпусе. Установка готова к подключению к воздуховодам и электросети. Отличается простотой монтажа и компактностью.
• Наборная система (вентиляционная установка): Компоненты (вентиляторы, фильтры, нагреватели, рекуператоры, шумоглушители) собираются в единую систему на объекте согласно проекту. Такая схема гибче и позволяет реализовать сложные технологические решения для крупных объектов.

Ключевым параметром является балансировка потоков. Разница между производительностью приточного и вытяжного вентиляторов определяет давление в помещении: если приток превышает вытяжку – давление становится положительным (избыточным), что препятствует проникновению загрязненного воздуха из соседних зон. Если вытяжка сильнее – давление отрицательное (разрежение), что используется для предотвращения распространения запахов или вредных веществ из данного помещения.

Классификация и типы вентиляторов, используемых в установках

В приточно-вытяжных системах применяются вентиляторы различных типов, выбор которых зависит от требуемых параметров давления и расхода воздуха, а также от акустических требований.

1. По конструкции и принципу создания давления:

• Осевые (аксиальные) вентиляторы: Воздушный поток движется вдоль оси вращения рабочего колеса. Характеризуются высоким расходом при низком полном давлении (до 1000 Па). Энергоэффективны на свободное нагнетание. Применяются в системах с низким аэродинамическим сопротивлением (например, в крышных установках или канальных системах без разветвленной сети воздуховодов).
• Радиальные (центробежные) вентиляторы: Воздух поступает вдоль оси вращения, а выбрасывается в радиальном направлении под действием центробежной силы в спиральном корпусе (улитке). Создают высокое давление (до нескольких тысяч Па), устойчивы к изменению аэродинамического сопротивления сети. Классифицируются по типу рабочего колеса:
  • Колесо с лопатками, загнутыми вперед: компактно, обеспечивает больший расход при меньшей скорости вращения, но имеет точку «помпажа» и менее экономично в зоне частичных нагрузок.
  • Колесо с лопатками, загнутыми назад: более высокий КПД, устойчивая рабочая характеристика, меньшее потребление энергии, особенно при регулировании. Широко применяются в современных энергоэффективных установках.
• Диагональные (смешанные) и диаметральные (тангенциальные) вентиляторы: Используются реже, в специфичных установках (например, внутренние блоки сплит-систем или тепловые завесы).

2. По исполнению и месту монтажа:

• Канальные: Устанавливаются непосредственно в разрыв воздуховода круглого или прямоугольного сечения. Бывают осевыми и радиальными.
• Крышные: Специальное исполнение для монтажа на кровле. Имеют защитный кожух, виброизолированное основание, часто объединены с вытяжным зонтом и приточной камерой.
• Вентиляторы общего назначения (ВО): Стандартные радиальные вентиляторы в улитке, монтируемые на фундаменте или раме, соединяются с сетью воздуховодов через гибкие вставки.

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

Выбор приточно-вытяжного вентилятора или установки осуществляется на основе технико-экономического расчета, учитывающего следующие параметры:

Таблица 1. Основные технические характеристики приточно-вытяжных вентиляторов

Параметр	Обозначение, единица измерения	Описание и влияние на выбор
Производительность (расход воздуха)	L, м³/ч	Суммарный объем воздуха, подаваемый или удаляемый вентилятором в час. Определяется расчетом на основе кратности воздухообмена или потребностей технологического процесса. Для установки указывается отдельно для приточной и вытяжной сторон.
Полное давление	Pп, Па	Энергия, сообщаемая вентилятором единице объема воздуха. Должно покрывать все потери давления в сети: в фильтрах, нагревателях, рекуператорах, воздуховодах, решетках, диффузорах. Критически важный параметр для радиальных вентиляторов.
Частота вращения	n, об/мин	Определяет уровень шума и производительность. Регулировка частоты вращения (частотным преобразователем) – основной метод энергоэффективного регулирования производительности.
Потребляемая электрическая мощность	N, кВт	Мощность, потребляемая электродвигателем вентилятора с учетом КПД передачи и гидравлических потерь. Полная мощность (кВА) важна для расчета подводящей сети.
Уровень звуковой мощности	Lw, дБ	Абсолютная акустическая мощность вентилятора. Используется для расчета уровня звукового давления в помещении с учетом затухания в воздуховодах и звукоизоляции. Указывается в октавных полосах.
Класс энергоэффективности	От A до G (по Euronorm)	Определяется по индексу энергоэффективности (EEI), который учитывает отношение потребляемой мощности к эталонной в различных точках рабочей характеристики. Вентиляторы класса A наиболее экономичны.
Степень защиты IP	IPXX	Определяет защиту от проникновения твердых тел и влаги. Для стандартных внутренних установок – IP44, IP54. Для крышных или для помещений с мойкой – не ниже IP55.
Класс температуры	T1…T5 (для взрывозащищенных)	Максимальная температура поверхности, при которой не происходит воспламенение окружающей взрывоопасной смеси. Актуально для исполнений для взрывоопасных зон.

Комплектующие и дополнительные функции установок

Современные приточно-вытяжные установки редко состоят только из вентиляторов. Их оснащают рядом элементов для обработки воздуха и автоматизации:

• Фильтры грубой (G3-G4) и тонкой (F5-F9) очистки: Защищают теплообменники и внутренние полости установки, а также подают очищенный воздух в помещение.
• Калориферы (нагреватели): Электрические (ТЭНы) или водяные (на базе теплообменников) для подогрева приточного воздуха в холодный период.
• Рекуператоры (теплоутилизаторы): Устройства для передачи тепловой энергии от удаляемого воздуха к приточному. Основные типы:
  • Пластинчатые (перекрестно-точные) – просты, не имеют движущихся частей, но возможна обмерзание.
  • Роторные – более высокий КПД (до 85%), но существует риск перетекания запахов и примесей.
  • С промежуточным теплоносителем (гликолевые) – исключают перетекание, но имеют низкий КПД и сложную конструкцию.
  • Тепловые трубы – компактны и надежны.
• Система автоматики и регулирования (САР): На базе программируемого контроллера управляет работой вентиляторов, клапанов, нагревателей, поддерживает заданные параметры (температуру, давление, расход), обеспечивает защиту от замерзания водяного калорифера, информирует о необходимости замены фильтров.

Области применения и особенности монтажа

Приточно-вытяжные вентиляторы и установки применяются во всех сферах, где требуется контролируемый воздухообмен:

• Промышленность: Цеха, окрасочные камеры, лаборатории, чистые помещения (фармацевтика, электроника), склады ЛВЖ. Требования: взрывозащита, коррозионная стойкость, обработка сред с примесями.
• Коммерческая недвижимость: Торговые центры, офисы, рестораны, спортивные комплексы, бассейны. Акцент на энергоэффективность, низкий уровень шума, интеграцию с системой управления зданием (BMS).
• ЖКХ и инфраструктура: Подземные паркинги (для удаления выхлопных газов), тоннели, котельные, насосные станции.

Особенности монтажа: Установка требует профессионального проектирования и выполнения. Ключевые моменты: устройство виброизолирующих оснований или подвесов, применение гибких вставок между вентилятором и воздуховодом для гашения вибраций, правильная обвязка воздуховодов (размеры, повороты, конфузорно-диффузорные переходы) для минимизации потерь давления и шума. Для крышных вентиляторов обязательна надежная гидроизоляция узла прохода через кровлю.

Тенденции и развитие

Основные направления развития: повышение энергоэффективности за счет применения вентиляторов с EC-двигателями (электронно-коммутируемыми), которые имеют встроенный частотный преобразователь и высокий КПД во всем диапазоне регулирования. Интеграция с системами «Умный дом» и BMS через открытые протоколы (Modbus, BACnet). Развитие цифровых двойников и предиктивной аналитики для обслуживания по фактическому состоянию. Ужесточение нормативов по уровню шума и энергопотребления (стандарты ErP в ЕС).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается приточно-вытяжная установка (ПВУ) от приточно-вытяжного вентилятора?

Термин «приточно-вытяжной вентилятор» часто обозначает либо моноблочный агрегат, либо просто два согласованно работающих вентилятора. «Приточно-вытяжная установка» – это более широкое понятие, подразумевающее законченный агрегат, в который, помимо вентиляторов, входят фильтры, теплообменники, система автоматики, смонтированные в общем шумоизолированном корпусе. ПВУ готова к подключению к воздуховодам и сетям.

Как правильно рассчитать необходимую производительность и давление?

Производительность рассчитывается исходя из объема помещения и требуемой кратности воздухообмена (согласно СП 60.13330.2020, СанПиН или технологическим нормам) или из количества людей и нормы подачи воздуха на человека. Давление рассчитывается гидравлическим расчетом сети воздуховодов, суммирующим потери на всех элементах: от точки забора/выброса воздуха до самого дальнего диффузора/решетки в помещении. К полученной сумме добавляют потери в компонентах самой установки (фильтр, рекуператор, калорифер). Запас по давлению обычно принимают 10-15%.

Что важнее при выборе: производительность или давление?

Оба параметра взаимосвязаны и определяются аэродинамической характеристикой сети. Неправильно выбранное давление при правильной производительности приведет к тому, что вентилятор не сможет «продавить» сеть, и реальный расход воздуха будет значительно ниже паспортного. Вентилятор должен быть выбран так, чтобы его рабочая точка (пересечение его характеристики и характеристики сети) лежала в зоне максимального КПД и обеспечивала требуемый расход.

Какие преимущества у вентиляторов с EC-двигателями?

• Высокий КПД (до 90%) во всем диапазоне регулирования скорости, а не только в номинальной точке.
• Плавное и широкое регулирование производительности от 10 до 100% без потери эффективности.
• Меньший нагрев двигателя и, как следствие, меньший нагрев прокачиваемого воздуха.
• Встроенная система управления, возможность легкой интеграции в системы автоматики.
• Снижение эксплуатационных расходов на электроэнергию до 30-40% по сравнению с системами на вентиляторах с асинхронными двигателями и регулированием заслонками.

Как бороться с обмерзанием пластинчатого рекуператора зимой?

Обмерзание происходит из-за конденсации и замерзания влаги из вытяжного воздуха на холодных пластинах со стороны притока. Методы борьбы: 1) Использование рекуператора с байпасным каналом (bypass), который периодически направляет холодный приточный воздух мимо пластин, позволяя им оттаять теплым вытяжным воздухом. 2) Предварительный подогрев приточного воздуха (например, с помощью водяного или электрического калорифера) до температуры, исключающей выпадение конденсата. 3) Применение рекуператоров с гигроскопичными пластинами, которые передают не только тепло, но и влагу, снижая риск конденсации.

Требуется ли техническое обслуживание, и в чем оно заключается?

Да, регулярное ТО обязательно для надежной и эффективной работы. Регламент включает:

• Визуальный контроль и очистка/замена воздушных фильтров (раз в 1-3 месяца, зависит от запыленности).
• Проверка и очистка теплообменников (калориферов, рекуператоров) – не реже 1 раза в год.
• Контроль натяжения и износа приводных ремней (для вентиляторов с ременной передачей), смазка подшипников (по графику производителя).
• Проверка работы автоматики, датчиков, клапанов, защитных устройств.
• Очистка крыльчаток вентиляторов от загрязнений, проверка балансировки.