Tillufts- och frånluftsventilationsaggregat: jämförande översikt över olika utrustningstyper

Naturliga luftcirkulationssystem fungerar ofta inte – deras prestanda beror på naturliga faktorer och användning av täta fönster. Tvångsventilation saknar dessa nackdelar.

För att normalisera luftväxlingen används ett tillufts- och frånluftsaggregat – en praktisk och effektiv lösning. Mångfalden av klimatutrustning gör det möjligt att välja en modell för specifika driftsförhållanden. Men att bestämma sig för en lämplig enhet kan ibland vara problematiskt, eller hur?

Vi hjälper dig att lösa detta problem. Artikeln presenterar information om funktionsprinciper och driftsfunktioner för olika typer av tillufts- och frånluftsaggregat. För att underlätta valet har vi markerat de viktigaste egenskaperna och parametrarna som du bör ta hänsyn till vid köp.

Tvångsventilationens beståndsdelar

Tillufts- och frånluftsmodulen är huvudkomponenten i ett ventilationssystem med mekanisk drift. Aggregatet säkerställer en reglerad luftcirkulation i ett slutet utrymme – tillförsel av rena luftflöden och utlopp av frånluft.

En ventilationsmodul är en utrustningsenhet som är innesluten i ett enda hölje (monoblockaggregat) eller sammansatt av byggbara element.

Schema över tvångsventilationssystemets konstruktion: 1 – tillufts- och frånluftsmodul (TFM), 2 – kanaler, luftintagsgaller, övergångsstycken, 3 – luftstråledistributörer, 4 – automatikblock (+)

Konstruktionen av ett tillufts- och frånluftsaggregat omfattar nödvändigtvis följande delar:

1. Fläkt. Grundläggande komponent för ett konstgjort luftväxlingssystem. I TFM med ett omfattande kanalnät installeras radialfläktar som upprätthåller högt lufttryck. I bärbara TFM kan axialfläktar användas.
2. Luftspjäll. Placeras bakom den yttre gallret och förhindrar att luft strömmar in utifrån när systemet är avstängt. Utan det kommer kalla luftströmmar att sippra in i rummet på vintern
3. Huvudluftkanalen. I systemet används två kanallinjer: en för tillförsel och en för frånluft. Båda nätverken passerar genom TA-aggregatet. Till den första kanalen ansluts tilluftsfläkten, och till den andra frånluftsfläkten.
4. Automatik. Aggregatets drift regleras av ett inbyggt automatiksystem som reagerar på sensordata och de parametrar som du ställt in.
5. Filter. För rening av den inkommande luften används en omfattande filtrering. Vid tilluftskanalens inlopp placeras ett grovfilter, vars uppgift är att fånga upp ludd, insekter och dammpartiklar.

Huvudsyftet med förfiltreringen är att skydda systemets inre komponenter. För finare filtrering installeras fotokatalytiska, kol- eller andra typer av barriärer före luftdonen.

TA-aggregatets konstruktion visas med exemplet Vents VUT med värmeåtervinning och värmare. I konstruktionen finns en bypass för att skydda värmeväxlaren vintertid (+)

Vissa enheter är utrustade med extra funktioner: kylning, luftkonditionering, befuktning, flerstegs luftrening och luftjonisering.

Funktionsprincip för tillufts- och frånluftssystemet

TA-aggregatets arbetscykel baseras på ett tvåkanaligt transportsystem.

Hela ventilationsprocessen kan delas in i flera steg:

1. Insugning av luft från utsidan, rening och tillförsel till donen via luftkanalen.
2. Tillförsel av förorenad luft till frånluftskanalen och dess efterföljande transport till utloppsgallret.
3. Utsläpp av frånluften utomhus.

Cirkulationsschemat kan kompletteras med steg för värmeöverföring mellan de två luftströmmarna, extra uppvärmning av inkommande luft, osv.

TA-aggregatets funktion. Beteckningar i figuren: 1 – till- och frånluftsmodul, 2 – tillförsel av frisk luft, 3 – insugning av frånluft, 4 – utsläpp av använd luft utomhus (+)

Ett mekaniskt ventilationssystem ger en rad fördelar jämfört med naturlig ventilation:

• upprätthållande av önskade värden – sensorer reagerar på förändringar i atmosfären och anpassar TA-aggregatets drift;
• filtrering av inkommande luft och möjlighet till behandling – uppvärmning, kylning, befuktning;
• besparingar på uppvärmningskostnader – relevant för enheter med värmeåtervinning.

Nackdelar med att använda TA-aggregat är: högt pris på ventilationsenheten, svårighet med installation efter avslutat byggarbete och ljudeffekter. I monoblockaggregat har den sista nackdelen eliminerats genom användning av ett ljudisolerande hölje.

Typer av aggregat: konstruktion och driftsegenskaper

Kostnad, prestanda och energiförbrukning beror på funktionerna hos FTX-systemet. Mångfalden av modeller delas in i följande grupper: aggregat med återvinning, aggregat med uppvärmning och luftkonditionering. En separat kategori är 'mobila' apparater.

Tillufts- och frånluftsmodul med återvinningsaggregat

Ett mekaniskt ventilationssystem har, förutom de ovan beskrivna fördelarna, en betydande nackdel – en avsevärd ökning av värmeförlusterna. Tillsammans med frånluften försvinner också den värme som producerats av värmesystemet.

Kostnaderna uppgår till cirka 60%. Lösningen är att överföra energi från frånluftsflödet till tilluftsflödet.

Partiell värmeåtervinning sker i rekuperatorn – en modul med en värmeväxlare och en fläkt för att driva luftströmmarna i olika riktningar. Energiutbytet sker genom värmeväxlarens väggar – luftströmmarna blandas inte (+)

Nuförtiden tillverkas de flesta FTX-aggregat med rekuperatorer. Trots den höga kostnaden för utrustningen är ett återvinningssystem ekonomiskt motiverat.

Värden för värmeväxlarens verkningsgrad:

• 30-60% – låg nivå av värmeåtervinning;
• 60-80% – bra effektivitet;
• över 80% – högkvalitativ värmeväxling.

Intressant nog är även en rekuperator med 30% verkningsgrad mer ekonomisk än ett grundläggande FTX-aggregat utan värmeväxlare. Den genomsnittliga återbetalningstiden för en rekuperativ ventilationsanläggning är upp till 5 år.

FTX-systemets effektivitet, luftflödesmönster, elförbrukning och modulens pris beror på rekuperatorns konstruktion.

Man skiljer på flera typer av värmeväxlare:

• roterande;
• plattvärmeväxlare;
• värmeledningsrör;
• kammarmodul;
• glykolenhet.

De två första modellerna är mest utbredda.

Roterande rekuperator

I FTX-aggregatets hölje finns en cylindrisk roterande värmeväxlare med plattor av korrugerad metall. Under drift fylls utrymmena växelvis med luftströmmar i olika riktningar.

Området med frånluft värms upp, och efter att trumman roterats överförs värmen till den inkommande kalla luften som samlas i den intilliggande kanalen.

Värmeåtervinningen är 60-90%.

Ytterligare fördelar:

• partiell återföring av fukt;
• ekonomisk elförbrukning.

Trummans rotationshastighet kan regleras, vilket gör att man kan välja luftväxlingsintensitet och verkningsgrad.

Argument mot trummodellen:

• inblandning av frånluft i friskluftsflödet – 3-8%;
• partiell överföring av lukter tillbaka till rummet;
• akustiskt tryck från den roterande rotorn;
• behov av regelbundet underhåll av rörliga delar;
• stora dimensioner.

På grund av mekanismens komplexitet är FTX-aggregat med roterande rekuperator dyrare än plattvärmeväxlarmodeller.

Plattvärmeväxlare

Luftkanaler "möts" i ett tätt block med flera kanaler. Facken är åtskilda av värmeledande skiljeväggar.

De bildade kanalerna är placerade i korsriktning – i turbulenszonen ökar värmeväxlingseffektiviteten. Samtidig kylning/uppvärmning av rekuperatorkassettens skiljeväggar sker från båda sidor.

Argument för:

• tillförsel av ren luft utan förorening av "frånluft";
• överkomligt pris;
• enkel inställning och modulens tillförlitlighet – inga rörliga delar.

Verkningsgraden för plattvärmeväxlaren är upp till 70%. Den största nackdelen är kondensbildning och isbildning i frånluftskanalen på vintern. Arbete i "avfrostningsläge" (omledning av varmt luftflöde förbi kassetten) sänker systemets verkningsgrad med 20%.

Det finns nu ett stort utbud av till- och frånluftsventilationssystem med värmeåtervinning från olika tillverkare på marknaden. Med liknande egenskaper skiljer de sig åt i pris, kvalitet, serviceyta och många andra kriterier.

Så vi rekommenderar att titta närmare på en till- och frånluftsventilationsenhet med plattvärmeväxlare och integrerad automatik från Naveka, som på senare tid har visat sig vara ett utmärkt val på marknaden på grund av sin tillförlitlighet och mycket tysta drift. Integrerad styrning med fjärrkontroll, övervakning på extern LCD-skärm, inställning av driftschema och mycket mer är redan inbyggt i denna enhet.

Typisk “representant” för en till- och frånluftsventilationsenhet med plattvärmeväxlare – Naveka Node1 500AC. En kompakt modell med paneltjocklek 25 mm, fylld med obrännbar mineralull. En av de många fördelarna med denna lösning är en fjärrkontroll med LCD-skärm, med vilken man mycket bekvämt kan styra hela systemets drift.

Bland andra märken rekommenderar vi att titta på system med värmeåtervinning från Mitsubishi, Maico och VENTO.

Energibesparande aggregat med värmare

Enbart värmeåtervinning räcker ofta inte för att fullt ut kompensera temperaturskillnaden mellan motströmmarna. Denna funktion övertas av en inbyggd värmare. Dessutom skyddar elementet värmeväxlaren från frysning.

I till- och frånluftsaggregat används två typer av värmare: vattenburna och elektriska. Låt oss titta närmare på var och en.

Vattenuppvärmning

I en mekanisk ventilationsenhet är en radiator med rör placerad, genom vilka värmebäraren cirkulerar. Spiralen har fenor för att öka kontaktytan med passerande luftströmmar.

Exempel på en till- och frånluftsaggregat med värmare (Vents VUT 1000 VG): 1 – vattenradiator, 2 – värmeväxlare, 3 och 4 – till- respektive frånluftsfläktar (+)

Vätskevärmaren aktiveras när tilluften från värmeväxlaren är kallare än den inställda temperaturen.

Elektrisk värmare

Anläggningar med elektrisk värmare kan värma tilluften till högre temperaturer än vattenbaserade varianter.

Dock är den elektriska värmaren mer krävande vad gäller arbetsförhållanden:

• lufthastighet – 2 m/s eller mer;
• tilluftstemperatur inom 0-30°C, luftfuktighet – upp till 80%;
• före värmeelementet rekommenderas att installera ett extra filter.

Jämfört med vattenuppvärmning är den elektriska modulen dyrare i drift – elkostnaderna ökar.

Värmaren styrs från en central styrenhet. Det måste finnas en timer och en funktion för automatisk avstängning vid överhettning (+)

System med luftkonditionering

Vissa modeller kombinerar funktionerna för mekanisk ventilation och luftkonditionering. Alla komponenter är samlade i en enda värmeisolerad enhet. Ett tydligt exempel på multifunktionell teknik är serien »Klimat«.

Konstruktion av klimataggregatet: 1 – filter, 2 – dubbelriktade fläktar, 3 – kompressor i köldmediekretsen, 4 – elektrisk värmare, 5 – vattenvärmare, 6 – värmeväxlare, 7 – styrteknik, 8 – hölje (+)

I schemat ingår en reversibel värmepump – en sluten köldmediekrets som är ansluten till värmeväxlarna i från- och tilluftskanalerna.

Till- och frånluftsaggregatet med luftkonditionering arbetar i två lägen:

1. Kylning. Värmeväxlaren i tilluftskanalen fungerar som förångare och sänker temperaturen på inkommande luft. Kondensatorns värmeväxlare kyls i sin tur av den svala luften från rummet.
2. Uppvärmning. Värmeväxlaren i frånluftskanalen överför värme från frånluften till friska luftmassor. Vid utloppet från aggregatet innan luften tillförs huset kan ytterligare uppvärmning ske.

Funktionsläget ställs in automatiskt med hjälp av regulatorer och sensorer som avläser atmosfärens parametrar.

Bärbar kanallös enhet

En intressant lösning för slutna utrymmen – mobila tilluftenheter med möjlighet till rening, uppvärmning och kylning av luften.

Särskiljande egenskaper hos portabla moduler:

• inga skrymmande luftkanaler;
• installation inuti det ventilerade rummet;
• kompakta mått och möjlighet till installation inom 2-3 timmar;
• mångfunktionalitet: tillförsel, behandling och bortförsel av luftmassor;
• låg ljudnivå – inom 35 dB;
• avsaknad av drag.

För decentraliserad ventilation krävs installation av en portabel till- och frånluftsenhet i varje enskilt rum.

Schema för mobilt FTX-aggregat: 1,3 – ljuddämpare, 2 – återvinnings- och ventilationssektion, 4 – elektrisk värmare, 5 – kolfilter, 6 – finfilter, 7 – grovfilter, 8 – jalusi ventil, 9 – elektrisk drivning (+)

Kanalösa ventilationsaggregat används främst i offentliga byggnader (föreläsningssalar, gym, klassrum etc.).

Ranking av mobila klimataggregat finns i denna artikel.

Varianter efter installationsmetod

Det finns tre alternativ för installation av ventilationsmodulen:

• golvmonterad;
• väggmonterad;
• undertaksmonterad.

Golvmontering är typisk för högeffektiva och skrymmande ventilationsaggregat med luftflöde från 8000 m³/h. Trots vibrationsisolering av ventilationssektioner kräver installation av voluminösa moduler en stabil grund.

Väggmonterade modeller kännetecknas av låg kapacitet – upp till 1500 m³/h och kompakta mått. Montering sker med ankare i väggen, anslutning av luftkanaler uppifrån. Aggregatet kan placeras i ett teknikutrymme (balkong, toalett, garderob).

Moduler för undertaks- eller hängmontering är mest populära. Vanligtvis har de kanalutförande och är avsedda för montering under taket.

Den största fördelen med hängmodeller är dold montering. Men för att installera aggregatet i ett använt utrymme måste man delvis utnyttja takhöjden.

Huvudparametrar för val av ventilationsaggregat

Anläggning och installation av ventilationssystem kräver kapitalinvesteringar och betydande arbetsinsatser. Därför baseras valet av ventilationssystemets ”hjärta” på noggranna beräkningar och analys av flera parametrar.

Utvärdering och beräkning av tekniska egenskaper

Först och främst bör man bestämma lämpliga värden för kapacitet och statiskt tryck.

Kapacitet

Beräkning av aggregatet baseras på luftväxlingsnormer enligt SNiP, rummets användning, servicyta och antal boende.

Man måste göra två beräkningar (enligt antal personer och luftväxlingsfrekvens), jämföra resultaten och välja det högsta värdet.

Luftflödesnormer per person: standardvärde – 60 m³/h, i vila – 30 m³/h. Reglerad luftväxlingsfrekvens: 1-2 för bostäder, 2-3 för kontor, köpcentrum.

Exempel på beräkning av kapacitet (L) för ett hus med givna förutsättningar:

• familjemedlemmar – 3 personer;
• husets yta – 70 m²;
• takhöjd – 3 m.

Formel 1. Beräkning efter antal boende:

L=N*norm,

där:

• N – antal boende;
• norm – luftflöde (minst 40 m³/h).

L=3*40=120 m³/h.

Formel 2. Beräkning enligt luftväxlingskvot:

L=S*H*n,

där:

• S – yta;
• H – höjd;
• n – normerad luftväxlingsparameter.

L=70*3*1,5=315 kubikmeter/timme.

Slutsats: för att säkerställa tillräcklig luftcirkulation krävs en installation med kapacitet på minst 315 kubikmeter/timme.

Typiska värden för ventilationsaggregat:

• 100-500 kubikmeter/timme – lägenheter och enskilda rum;
• 500-2000 kubikmeter/timme – privata bostäder, villor;
• 1000-10000 kubikmeter/timme – produktionsbyggnader, verkstäder, kontor.

Statiskt tryck

Värdet visar trycket som fläkten skapar för att motstå luftcirkulationens väg. En exakt beräkning av statisk tryckhöjd kräver hänsyn till motståndet från alla nätverkets komponenter.

Manuell beräkning utan lämplig erfarenhet är svår att utföra. Experter använder ett programpaket som MagiCad.

Genomsnittliga tryckvärden vid lufthastighet 3-4 m/s: lägenheter 50-150 kvm – 75-100 Pa, villor 150-350 kvm – 100-150 Pa

De angivna uppgifterna gäller specifikt för modulära ventilationsaggregat, inte för sammansatta system där tryckfallet över luftventil, värmare, filter och andra komponenter måste beaktas.

Förutom de angivna parametrarna bör följande utvärderas:

1. Energieffektivitet. För varje möjlig modell måste elkostnaderna beräknas för 1 år med hänsyn till driftläge vinter och sommar. Energiförbrukningsklassen anger förhållandet mellan förbrukad energi och mängden producerad värme.
2. Verkningsgrad hos återvinnaren. Jämför verkningsgradsvärden i olika driftlägen för PVU. Hög effektivitet finns hos värmeväxlare med dubbel plattkassett och mellanzon – verkningsgraden når 70-90%.
3. Värmarens effekt. Typiskt värde för hushållsventilationsaggregat – 3-5 kW.

Det är bättre att föredra modeller med möjlighet till automatisk sänkning av fläktens hastighet för att justera nätbelastningen.

Ljudnivå och filtreringsgrad

Akustisk effekt visar hur 'högljudd' den installerade enhetens drift kommer att vara.

Ljudeffekten bestäms av två storheter:

• LwA – akustisk effektnivå;
• LpA – ljudtrycksnivå.

Bedömning av verklig 'buller' bör göras enligt den första parametern. Olika tillverkare kan mäta akustisk effekt med olika metoder, därför kan samma värden ibland ge olika resultat i praktiken.

En effektiv metod för att bedöma enhetens 'ljud' är att testa tekniken i en demonstrationshall. Tillåtet ljudvärde i bostadsutrymme – 25-45 dB

Kvaliteten på inkommande luft beror på vilket reningssystem som används.

Möjliga filtreringssteg:

• Barriär mot grovt gatudamm, päls och dun – grovrening med filter G4, G3 med verkningsgrad 90%;
• Skydd mot fint damm upp till 1 µm – filterklass F7-F9;
• Absolut rening som ger barriär mot partiklar på 0,3 µm – HEPA-filter (H10-H14), verkningsgrad 99,5%.

För bostadshus räcker de två första reningsstegen. Högverkningsgradsfilter används på sjukhus, i lokaler för läkemedelstillverkning, livsmedelsproduktion och elektronik.

Användarvänlighet: nödvändiga funktioner

Hushålls-FTX-aggregat har inbyggd automatik, fjärrkontroll, LCD-display som visar alla luftväxlingsparametrar. Förutom grundläggande funktioner (fläkthastighets- och temperaturreglering) är det bra med praktiska funktioner.

Timer. Scenariostyrning gör att du kan optimera driften för en viss tid på dygnet eller veckodag.

För exakt reglering bör man välja enheter med fläkt med 5 eller fler hastigheter, samt med realtidsklocka som inte återställs vid strömavbrott.

Omstart. Möjlighet till automatisk start och bevarande av inställda parametrar vid strömavbrott.

Filterövervakningsindikator. Praktisk funktion – meddelande om filterbyte. Högteknologiska modeller har trycksensorer vid luftfiltrets inlopp – vid nedsmutsning ökar tryckfallet.

Självdiagnos. All teknik går sönder med tiden. Det är bra om automaten "meddelar" om ett fel – det hjälper dig att snabbt identifiera och åtgärda problemet.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Energibesparande ventilationssystem med värmeåtervinning, hängande typ Daikin VAM/800FB:

Konstruktion, egenskaper och installationsteknik för portabelt till- och frånluftsmodul Vents Micro 60/A3:

FTX 400 från Ventrum med elvärmare och roterande värmeväxlare:

Ventilationsinstallation med till- och frånluftsmodul används i lokaler med olika funktion och storlek.

Kvaliteten på luftväxlingen beror på korrekt beräkning och val av klimatutrustning. Om du tvivlar på din egen förmåga, är det bäst att konsultera proffs för att bestämma parametrar och utforma projektet.

Har du något att lägga till eller frågor om val av till- och frånluftsaggregat? Du kan lämna kommentarer till inlägget och delta i diskussionen om materialet – kontaktformuläret finns i nedre delen.