Приточная вентиляция совмещенная с канальным кондиционером (часть 1 — электрическая)

Хочу поделиться опытом проектирования, монтажа и эксплуатации своей системы приточной вентиляции совмещенной с канальным кондиционером. Система
собиралась в 2012-2013 годах и с тех пор находится в постоянной эксплуатации.

Статья разделил на две части:

• в первой части описана классическая схема приточная вентиляции с использованием электрического канального подогревателя
• во второй части расскажу про неоднозначный опыт переработки системы под водяной калорифер с питанием от общедомовой системы отопления

Благодарность мастерам

Будучи новичком в проектировании и монтаже систем вентиляции я прибегал к постоянной помощи и советам мастеров с форума my.mastergrad.com.

Огромное спасибо за конструктивные и критические советы специалистов, без которых я не смог бы создать и настроить систему.

• пользователя Ким за крайне ценные советы и внимательно отношение к моим вопросам
• пользователя Fresh за постоянную поддержку
• пользователя mr-h за ценные советы и активное участие

Характеристики системы

Для себя решил, что нужно минимум 80 (м3/ч) на комнату, с двумя людьми. Если хотите почувствовать свежесть, то нужно около 120 (м3/ч).

Приточная вентиляция:

• четыре комнаты, от 80 до 120 (м3/ч) на комнату
• вытяжка осуществляется в родные вытяжные каналы (3 канала: кухня, ванная, туалет)
• возможность балансировать воздушный поток между комнатами
• требования к фильтрации EU5-EU7

Кондиционирование:

• цель — охлаждение поступающего воздуха
• забор воздуха с улицы — до 300 (м3/ч)
• рециркуляция в квартире — до 300 (м3/ч)
• подача воздуха в каждую комнату (три комнаты) до 200 (м3/ч)

Итого:

• в режиме вентиляции от 320 (м3/ч) до 480 (м3/ч) на квартиру.
• в режиме кондиционирования до 600 (м3/ч) на квартиру.

Борьба с шумом

В предыдущей квартире я уже пробовал собирать приточную вентиляцию на компонентах Soler&Palau. Было выявлено несколько недостатков:

• высокий шум вентиляторов при использовании стандартных регуляторов, особенно в диапазоне от 0 до 50%
• низкий ресурс — примерно 2 года непрерывной работы и они начинают гудеть
• низкое давление — с трудом продавливает фильтр

В новой квартире решил сделать приточку на промышленных компонентах.

В первую очередь, у меня были высокие требования к шуму. А из источников в приточке несколько:

• шум двигателя вентилятора, особенно при регулировании. Если регулятор семисторный, то от шума ни куда не деться. Либо переходить на трансформаторный регулятор, либо использовать вентиляторы с EC двигателями, которые управляются сигналом 0-10 В.
• шум в каналах. Здесь все просто, нужно снизить скорость воздушного потока до 1,5-2 м/с и повысить жесткость каналов. Отказаться от прямоугольных пластиковых и гибких и перейти на витые оцинкованные.
• шум в распределительных устройствах. Нужно во первых создать перед решеткой зону статического давления и, во вторых, понизить скорость в самой решетке.

В качестве производителя компонент я выбрал продукцию Systemair. Отличное качество и очень дорого. Но в 2012 году было вполне еще доступно.

Камеры статического давления

Камера статического давления используется вместе с вентиляционными решетками для снижения давления, выравнивания воздушного потока и глушения шума. Камеры очень громоздкие, но без них бесполезно браться за подобный проект.

Для подачи воздуха в комнаты я использовал камеры статического давления Systemair ODEN-1-300x100.

Мне нужно на каждую комнату от 120 до 250 (м3/ч) — это от 33 до 70 (л/с) конвертер единиц измерения.

По installation instructions на камеру статического давления, для меня подходит размер 100 мм на 300 мм — поток для него около 74 (л/с) при разнице давлений 22 Pa или 52 (л/с) при разнице давлений 11 Pa.

Проникся уважением к шведам — все отверстия в камерах и глушителях были закрыты полиэтиленовыми "шапочками". Несколько фото:

Черная трубочка это оплетка тросика, которым передвигается круглый перфорированный рассеиватель. Назначение рассеивателя — регулировать поток, увеличивая или уменьшая сопротивление потоку, ну и сам поток естественно рассеивать в камере, чтобы он не бил прямо на выход из камеры узкой струей, а распределился по всему сечению выхода.
Прозрачные трубочки предназначены для подключения к дифференциальному манометру при проведении пусконаладки. На ярлыке указан K-фактор, по которым можно, измерив разницу давления дифференциальным манометром, получить расход воздуха через камеру.

Вентиляционные решетки

Для распределения воздуха по комнате я использовал регулируемые (по вертикали и горизонтали) приточные вентиляционные решетки Systemair NOVA-A-2-2-300x100.

Решетки лучше заказывать в комплектации с регулятором — очень удобно регулировать поток или, например, отключить одну из комнат.

На сайте есть отличный калькулятор для проверки параметров каждого из компонент. Например, для NOVA-A-2-2-300x100.

Основное преимущество таких регулируемых решеток — можно создать воздушную струю с прилипанием к потолку, которая "пробивает всю комнату".

Например, так выглядит распределение воздушного потока в моей комнаты (4,5 х 3,5 м, высота потолков 2,7, расположение решетки в 15 см от потолка в углу комнаты) при разном расходе воздуха (температура в комнате 20 С, температура подачи 20 С):

• 60 (м3/ч) и терминальной скорости потока 0,1 м/с
  

• 120 (м3/ч) и терминальной скорости потока 0,2 м/с
  

• 250 (м3/ч) и терминальной скорости потока 0,3 м/с
  

Разводка воздуховодов

На предыдущей квартире я использовал обычные пластиковые каналы 100 мм или прямоугольные 60х120 мм. Мастера с my.mastergrad.com убедили отказаться от пластика и перейти на витые оцинкованные.

Чтобы снизить шум, в канале желательно держать скорость не выше 2.0-2.5 (м/с). Есть отличная бесплатная программа Vent-Calc v2.0. С ее помощью можно посчитать скорость потока и потери давления для различных элементов системы вентиляции.

Например:

• при расходе 120 (м3/ч) желательно использовать трубу диаметром 160 мм, скорость потока при этом составит — 1,66 (м/с), потеря давления — 1,8 Па на метр трубы
• при расходе 250 (м3/ч) желательно использовать трубу диаметром 200 мм, скорость потока при этом составит — 2,21 (м/с), потеря давления — 2,2 Па на метр
• при расходе 250 (м3/ч) и диаметре 160 мм скорость потока составит 3,45 (м/с), потеря давления резко увеличится до 6,6 Па на метр
• при расходе 300 (м3/ч) и диаметре 200 мм скорость потока составит 2,65 (м/с), потеря давления — 3,1 Па на метр

Входной воздуховод я решил использовать 200 мм, разводку по комнатам сделать 160 мм. Все трубы и камеры обклеил пенофолом 5 мм.

Нитки каналов в комнаты у меня короткие (кроме одной), я решил заложиться на более мощный вентилятор, в надежде, что он прокачает всю сеть.

Вход выполнен со стороны балкона, обсадная труба 250 мм, внутри нее проходит приточная труба 200 мм + провода.

В комнатах смонтированы камеры статического давления.

Подборка фото:

Подключение канального кондиционера

В качестве канального кондиционера был выбран инвертор Mitsubishi Electric SEZ-KD35VAQ.TH.

• Холодопроизводительность — 3.50 кВт
• Потребляемая мощность (охлаждение) — 1.010 кВт
• Энергоэффективность (EER) — 3.61
• Расход воздуха (макс.) — 660 м3/ч
• Теплопроизводительность — 4.00 кВт
• Потребляемая мощность (нагрев) — 1.130 кВт

Как справедливо меня предупреждали мастера с форумов, мощности этого кондиционера не достаточно, чтобы быстро охладить 3 комнаты общей площадью 55 м2. Конечно, быстро охладить квартиру такая система не сможет, но в режиме постоянной эксплуатации она отлично справляется с поддержкой комфортной атмосферы (Московская область, окна на запад). Летом кондиционер включен круглосуточно на средней скорости, на ночь увеличиваю температуру до 26 гр. На линию кондиционера поставил отдельный счетчик — получается примерно 10 кВт в сутки.

Кондиционер встроен в систему по следующей схеме:

• на входе стоит небольшой "светофор" на два входа по 200 мм
• первый вход забирает воздух из коридора
• второй вход соединен с каналом приточной вентиляции с улицы
• на выходе из кондиционера стоит "светофор" на 4 выхода по 160 мм
• для балансировки воздушной сети на двух коротких ветках стоят ирисовые регуляторы
• дополнительно сделан обход кондиционера "байпас" трубой 200 мм из приточки в "светофор". Это режим используется для зимней эксплуатации, чтобы не гнать воздушный поток через кондиционер

Фото монтажа:

Приточная вентиляция

В качестве канального вентилятора выбрал Systemair K 250 EC.

• Input power — 115 W
• Input current — 0.874 A
• Air flow — max 979 m³/h
• Motor type — EC

Как я выбирал вентилятор:

• номинальный поток на квартиру планируется 200 (м3/ч) до 400 (м3/ч)
• потери давления на фильтре тонкой очистки планировались от 75 до 250 Па
• общие потери на сети составляли около 150 Па
• итого мне нужно 400 (м3/ч) при внешнем давлении 400 Па

Ниже показана кривая производительности вентилятора от внешнего давления. Выбранная мной модель как раз укладывается в предельные характеристики.

Фото монтажа:

• перед вентилятором стоит фильтр грубой очистки и шумоглушитель
• после вентилятора стоит клапан, чтобы заглушить систему, и фильтр тонкой очистки
• далее стоит канальный подогреватель и еще один шумоглушитель
• в коридоре стоит еще один фильтр тонкой очистки для фильтрации воздуха в кондиционер (рециркуляция)

Фильтрация воздуха

Для тонкой очистки воздуха выбрал кассетный фильтр Systemair FFR 200.
Фильтрующие элементы планировал использовать:

• класса G3 BFR 200 Coarse. При потоке 300 (м3/ч) потери на новом фильтре составляют 20 Па. Замена рекомендуется при потере давления 170 Па.
• класса F7 BFR 200 ePM1. При потоке 300 (м3/ч) потери на новом фильтре составляют 75 Па. Замена рекомендуется при потере давления 250 Па.

Последний фильтр BFR 200 ePM1 отделяет 60% частиц размера PM1 (от 0,3 до 1 мкм по ISO 16890). И у него очень приличная цена 98,00 EUR.

После года эксплуатации озадачился вопросом замены фильтров. Решил поискать на рынке, какие есть аналоги.

Вариант 1 — купить фильтрующий материал и сшить фильтр самому.

• разобрал один старый фильтр и сделал выкройку — размер листа 350х2000 мм.
• заказал листовой фильтрующий материал класса G5 Для сравнения взял несколько несколько разных материалов: NF300/1, NF400/P, NF500/PS
• ниже фото материала:
  • Материал прогрессивной плотности. Снаружи рыхлый, внутри — очень плотный.
  • NF300 — очень похож на то, из чего был сделан оригинальный фильтр. Легко гнется, сшить из него фильтр легко.
  • NF500/PS — очень плотный, даже жесткий. Сделать из него что-то похожее на оригинал не получится.
  • NF400/P — как раз то, что надо
• Шитьем пока не занимался.

Вариант 2 — заказать фильтр в сборе.

• Одновременно с материалом заказал фильтр в сборе класса F6 по следующей спецификации ФВК-233-233-300-4-F6/20.

Качество изготовления отличное, идеально сел в родной корпус FFR 200. Для себя решил, что буду заказывать — это 2-3 кратная экономия к оригиналу.

Автоматика

Сделал небольшой щиток:

В щитке оставил запас для контролера автоматики и небольшого трансформатора. Схема максимально простая:

• основной выключатель, который отключает и приточку и кондиционер.
• отдельный выключатель на кондиционер
• отдельный выключатель на калорифер
• маломощное реле (1А) подключено к выключателю скорости вращения вентилятора приточки (0-10В)
• маломощное реле коммутирует два реле — 16А-на вентилятор и 25А-на контролер управления калорифером

В качестве контролера управления 3 кВт калорифером использовал PULSER.

Датчик температуры поставил в канале сразу после входа воздуховода в квартиру.

Протестировал два режима работы системы:

1-работает только приточка и калорифер

• приточка гонит воздух в обход канального кондиционера
• скорость воздуха на выходе их решеток — 0,8 м/с (соответствует расходу примерно 60 м3/час, 250 м3 на всю квартиру).
• воздух из решетки распространяется не очень далеко, практически сразу падает на пол.
• комфортность полностью устраивает, в квартире не чувствуется недостатка воздуха.
• температура на регуляторе установлена на 20 С. На выходе из решеток температура около 21 С.
• расход электричества несколько удручает, за ночь — 10 кВт (на улице было примерно 5 С)

2-работает приточка и канальный кондиционер в режиме нагрева

• приточка гонит воздух в канальный кондиционер
• кондиционер дополнительно забирает воздух из квартиры
• скорость воздуха на выходе их решеток — 2,0 м/с (соответствует расходу 150 м3/час, 600 м3 на всю квартиру, из которых 200-300 м3 из приточки).
• кондиционер работает в режиме нагрева. На выходе из решеток температура около 40 С.
• воздух из решетки распространяется на всю комнату.
• комфортность полностью устраивает, в квартире не чувствуется недостатка воздуха.
• расход электричества за ночь — 5 кВт
• Этот режим мне нравится больше всего. Мы замечательно отапливаем всю квартиру.
• Одна проблема — за ночь наружный блок кондиционера полностью замерзает и превращается в большой морозильник.

Вытяжка для кухни и зонта

Заодно с приточной вентиляцией решил сделать и "правильную" вытяжку для кухни.

• в качестве вытяжного вентилятора поставил Systemair К 160M на 500м3
• перед вентилятором стоит глушитель длиной 1 м
• перед глушителем — простой фильтр, чтобы ловить жир с кухонного зонта и обратный клапан подпружиненный
• все собрано 150 трубой, на этот раз пластиком
• родной вентилятор из кухонной вытяжки не включается

Параллельно собрал 125 трубой естественную вытяжку из кухни, так же с обратным клапаном, который подпружинен в открытом состоянии (при включении вытяжного вентилятора обратный клапан закрывается). Отвод от естественной вытяжки сделал в кладовку и уменьшил сечение.

Все собрано в кладовке, которая граничит с кухней.

Результат мне понравился. Шума от вытяжки практически нет, даже на максимуме.
Мощность вентилятора впечатляет, мелкий песок, который был в трубе засосал как пылесос.

И главное, благодаря глушителям, я перестал слышать рабочих с верхнего этажа (звук шел через вентиляционную шахту).

Фото монтажа:

Дополнительно в туалете поставим маленький глушитель и ирисовый клапан для регулировки потока.
Без регулировки тяга была такая, что зимой на туалете невозможно сидеть — сдувает. После ирисового поставил обратный клапан.

Финишная отделка

Когда жена посмотрела на все эти трубы она "ласково" назвала их цехом. Но после окончательной отделки большую часть удалось спрятать. Канальный кондиционер и большая часть труб спрятаны под подвесным потолком в маленьком коридоре.

Стоимость системы

Система получилась на дешевая, общая сумма приближается к 200 000 р (в ценах 2012).

• Вентиляторы канальные Systemair — 12 000р.
• Камеры статического давления Systemair (4 шт) — 13 000р.
• Клапана ирисовые 125 (4шт) Systemair — 4 500р.
• Кондиционер SEZ-KD35VAQ — 65 000р.
• Монтаж канального кондиционера 17 000р.
• Нагреватель канальный Systemair CB 200-3.0 — 5 600р.
• Приточные решетки Systemair, регуляторы, рамки — 4 000р.
• Трубы и фасонные части для вентиляции, крепеж, утеплитель — 25 000р.
• Фильтры Systemair FFR 200, FGR 250 — 4 700р.
• Шумоглушители Systemair (4 шт.) — 7 500р.

Опыт эксплуатации

Наблюдения за расходом электричества:

• ноябрь 2012 — 613 кВт/ч (теплый месяц был)
• декабрь 2012 — 1208 кВт/ч
• январь 2013 — 1128 кВт/ч (работало не полный месяц — на новый год уезжали)

По расходу воздуха — держал все время на минимуме примерно 150-200 м3/час на всю квартиру. В целом результатом доволен.

Шума из решеток нет — то есть вообще нет.

Чтобы не сомневаться что вентиляция работает — наклеил на решетки новогодний дождик (на радость кошке).

Была жаркая неделя май 2013 — начал активно использовать кондиционер в режиме охлаждения.

• В режиме приточки расход порядка 300 м3 (по 100 м3 на комнату). Скорость на выходе из решеток — 1,2 мс
• При включении канального кондиционера на максимальную скорость — расход — 600 м3, из них 300 м3 с приточки и порядка 300 м3 — рециркуляция. Скорость на выходе из решеток — около 3 мс.

Субъективные наблюдения при работе кондиционера:

• Температура на выходе из решеток около 11 С.
• Быстро охладить квартиру таким кондиционером (около 3,5 Квт по холоду) не получается. Но если он постоянно работает на минимальной скорости, то в квартире вполне комфортно (воздух на улице + 28).
• Основной комфорт, по моему мнению, достигается не за счет снижения температуры (не превышает 2-3 градусов), а за счет снижения влажности.
• Шум из приточных решеток не напрягает даже ночью. Решетки отлично регулируют воздушный поток, можно сделать так, чтобы не направлять на кровати детей.
• При скорости на выходе 2-3 м/с поток холодного воздуха проходит под потолком через всю комнату и нет сквозняка.

Из недостатков:

• Так как забор рециркуляционного воздуха сделан возле кондиционера, то в комнатах наблюдается существенный переток воздуха под дверью. При открытых межкомнатных дверях это не заметно, а вот если дверь закрыть — то чувствуется ощутимо.
• Нельзя регулировать температуру в отдельных комнатах. Вечером в восточной комнате хорошо, а вот западную хотелось бы еще охладить.

Переход на водяной подогрев

Закончился 2013 год эксплуатации приточки совместно с канальным кондиционером.
Было потрачено 6700 КВт электроэнергии. Большая часть пошла на нагрев воздуха зимой электрическим калорифером.

Запланировал переход с электричества на воду. Из чего будет состоять система:

• Контролер автоматики — OPTIMUS 911. Выбрал его по нескольким причинам:

  • умеет управлять моим вентилятором по сигналу 1-10 В
  • умеет одновременно управлять водяным нагревателем по сигналу 1-10 В и плавно электрическим калорифером по ШИМ. Электрический калорифер подключается, если у водяного не хватает мощности.
  • умеет автоматически снижать скорость вентилятора, при снижении температуры обратной воды ниже дежурного значения.
  • имеет несколько режимов защиты от замораживания: по температуре воздуха, по температуре обратной воды, по капиллярному термостату.

• Водяной калорифер Systemair VBC 200-2

• Смесительный узел с трехходовым краном и приводом управления по сигналу 1-10 В

• Рециркуляционный насоса для малого контура

Параметры системы отопления:

• Давление в системе отопления 6-10 Атм
• Температура — от 45 С (на улице 0 С) до 70 С (на улице -28 С)

Несколько фоток, во что превратилась система после перевода на воду

• так выглядят электрический и водяной калориферы
  

• щиток автоматики

  

• смесительный узел
  

Автор: Роман

Источник