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

в 18:21, , рубрики: diy или сделай сам, вентиляция, Здоровье гика, кондиционер, умный дом

схема_малая

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:

drawing drawing

drawing drawing

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.

drawing drawing

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
    drawing drawing

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

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

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:

drawing drawing

drawing drawing

drawing drawing

drawing drawing

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

drawing

Фото монтажа:

drawing drawing

drawing drawing

drawing drawing

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.

drawing

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)

drawing drawing

drawing drawing

drawing drawing

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.

drawing drawing

drawing drawing

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.

drawing drawing

Автоматика

Сделал небольшой щиток:

drawing drawing

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:
drawing drawing

drawing drawing

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.

drawing drawing

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.

drawing drawing

drawing drawing

drawing drawing

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
    drawing drawing

  • щиток автоматики

    drawing

  • смесительный узел
    drawing drawing

Автор: Роман

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js