Jak dobrać czerpnie powietrza w instalacji wentylacji mechanicznej dla domu jednorodzinnego, mieszkania lub budynku użyteczności publicznej?
Po przeczytaniu tego artykułu będziesz wiedział:
– gdzie najlepiej zamontować czerpnie powietrza, co wpływa na lokalizację czerpni,
– jakie przepisy musimy spełnić lokalizując czerpnie,
– jaka jest zalecana prędkość przepływu powietrza przez czerpnie powietrza,
– jaka powinna być maksymalna strata ciśnienia na czerpni,
– jak dobrać czerpnie powietrza,
– jak zabezpieczyć czerpnie przed opadami deszczu.
Gdzie najlepiej zamontować czerpnie powietrza?
Mamy trzy możliwości do wyboru. Ze względu na lokalizację czerpnie powietrza możemy podzielić na:
– czerpnie terenowe,
Czerpnie terenowe najczęściej wykorzystywane są w instalacjach z gruntowym wymiennikiem ciepła tzw. GWC. Jednak nic nie stoi na przeszkodzie, aby taką czerpnie zamontować w zwykłej instalacji bez GWC.
– czerpnie ścienne,
W budownictwie mieszkalnym jednorodzinnym najpopularniejszym rozwiązaniem jest montaż czerpni w ścianie zewnętrznej budynku.
– czerpnie dachowe.
Czerpnie powietrza do dachów skośnych są nowym rozwiązaniem i jeszcze mało popularnym. Czerpnie pełnią funkcje estetyczno-dekoracyjną.
Należy pamiętać, że ten rodzaj czerpni nie zabezpiecza przed przedostaniem się wody do środka i dlatego należy je zawsze wyposażyć w zbiornik wody. Jest to rozwiązanie specjalne dla indywidualnych wymagań.
Gdzie najlepiej zamontować czerpnie powietrza? Co wpływa na lokalizację czerpni?
Bezpośrednio na lokalizuję czerpni wpływa miejsce montażu centrali wentylacyjnej (rekuperatora). Kanał wentylacyjny od czerpni do centrali wentylacyjnej powinien być krótki i mieć mało załamań.
Montując centrale w pomieszczeniu technicznym na parterze możemy mieć problem z doprowadzeniem powietrza z czerpni dachowej do poziomu parteru. Średnicę kanału od czerpni dobiera się na maksymalny projektowany przepływ, stąd standardowe średnice do czerpni wynoszą do 160 do 250 mm (w budownictwie jednorodzinnym).
Lokalizując centrale na parterze łatwiej będzie doprowadzić powietrze z czerpni ściennej.
Jakie przepisy musimy spełnić wybierając miejsce montażu czerpni powietrza?
Wytyczne lokalizacji czerpni znajdują się w rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie; Rozdział nr 6 – Wentylacja i klimatyzacja
§ 149. 3. Powietrze zewnętrzne doprowadzone do pomieszczeń za pomocą wentylacji mechanicznej lub klimatyzacji, zanieczyszczone w stopniu przekraczającym wymagania określone dla powietrza wewnętrznego w przepisach odrębnych w sprawie dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia, powinno być oczyszczone przed wprowadzeniem do wentylowanych pomieszczeń, z uwzględnieniem zanieczyszczeń występujących w pomieszczeniu. Wymaganie to nie dotyczy budynków jednorodzinnych, mieszkalnych w zabudowie zagrodowej i rekreacji indywidualnej.
§ 152. 1. Czerpnie powietrza w instalacjach wentylacji i klimatyzacji powinny być zabezpieczone przed opadami atmosferycznymi i działaniem wiatru oraz być zlokalizowane w sposób umożliwiający pobieranie w danych warunkach jak najczystszego i, w okresie letnim, najchłodniejszego powietrza.
2. Czerpni powietrza nie należy lokalizować w miejscach, w których istnieje niebezpieczeństwo napływu powietrza wywiewanego z wyrzutni oraz powietrza z rozpyloną wodą pochodzącą z chłodni kominowej lub innych podobnych urządzeń.
3. Czerpnie powietrza sytuowane na poziomie terenu lub na ścianie dwóch najniższych kondygnacji nadziemnych budynku powinny znajdować się w odległości co najmniej 8 m w rzucie poziomym od ulic i zgrupowania miejsc postojowych dla więcej niż 20 samochodów, miejsc gromadzenia odpadów stałych, wywiewek kanalizacyjnych oraz innych źródeł zanieczyszczenia powietrza. Odległość dolnej krawędzi otworu wlotowego czerpni od poziomu terenu powinna wynosić co najmniej 2 m.
4. Czerpnie powietrza sytuowane na dachu budynku powinny być tak lokalizowane, aby dolna krawędź otworu wlotowego znajdowała się co najmniej 0,4 m powyżej powierzchni, na której są zamontowane, oraz aby została zachowana odległość co najmniej 6 m od wywiewek kanalizacyjnych.
5. Powietrze wywiewane z budynków lub pomieszczeń, zanieczyszczone w stopniu przekraczającym wymagania określone w przepisach odrębnych, dotyczących dopuszczalnych rodzajów i ilości substancji zanieczyszczających powietrze zewnętrzne, powinno być oczyszczone przed wprowadzeniem do atmosfery.
10. Czerpnie i wyrzutnie powietrza na dachu budynku należy sytuować poza strefami zagrożenia wybuchem, zachowując między nimi odległość nie mniejszą niż 10 m przy wyrzucie poziomym i 6 m przy wyrzucie pionowym, przy czym wyrzutnia powinna być usytuowana co najmniej 1 m ponad czerpnią.
11. Odległość, o której mowa w ust. 10, może nie być zachowana w przypadku zastosowania zblokowanych urządzeń wentylacyjnych, obejmujących czerpnię i wyrzutnię powietrza, zapewniających skuteczny rozdział strumienia powietrza świeżego od wywiewanego z urządzenia wentylacyjnego. Nie dotyczy to przypadku usuwania powietrza zawierającego zanieczyszczenia szkodliwe dla zdrowia, uciążliwe zapachy lub substancje palne.
Jaka jest zalecana prędkość przepływu powietrza przez czerpnie powietrza?
Projektowanie czerpni powietrza wymaga określenia pola powierzchni przewodu powietrznego oraz przekroju czynnego, otworu wlotowego.
Zalecane prędkości przepływu powietrza wynoszą od 1,0 do 2,5 m/s. Mała prędkość przepływu powietrza zmniejsza ryzyko zasysania wody do systemu wentylacji oraz zmniejsza miejscowe straty ciśnienia.
Zgodnie z tablicami do obliczeń strat ciśnienia zalecana prędkość powietrza dla czerpni to 2,5 m/s powierzchni efektywnej otworu ozn. Aef (czyli wolnego prześwitu bez lamelek). Wyższe wartości prędkości generują większe straty ciśnienia.
Ja preferuje dobór czerpni powietrza dla prędkości od 1,0 do 2,0 m/s powierzchni efektywnej – wolnego prześwitu (czerpni). Na końcu artykułu możecie pobrać kalkulator prędkości przepływu powietrza w kanałach okrągłych. Jest to szybki sposób na wstępny dobór czerpni powietrza. Większość producentów podaje w swoich katalogach powierzchnie czerpni brutto i netto.
Prędkość powietrza obliczamy ze wzoru:
v = Q/A [m/s]
gdzie:
v – prędkość przepływu powietrza w m/s,
Q – projektowany strumień objętości przepływającego powietrza w m3/s,
A – pole powierzchni przekroju poprzecznego kanału w m2.
np.
Dla czerpni powietrza firmy SAW-POL o wymiarach 1000x1000mm powierzchnia efektywna wynosi 0,64 m2 i dla takiej powierzchni należy sprawdzić prędkość powietrza, przy założonym przepływie.
Jaka powinna być maksymalna strata ciśnienia na czerpni?
Do szybkich obliczeń należy przyjmować stratę ciśnienia od 20 do 40 Pa. Strata ciśnienia
zależy od prędkości przepływu powietrza. Poniżej przykład doboru średnicy otworu wlotowego dla przepływu 300 m3/h.
Jak dobrać czerpnie powietrza?
1. Wyznaczyć maksymalny przepływ powietrza w instalacji.
2. Wyznaczyć średnice otworu czerpni przy zachowaniu zalecanej prędkości przepływ powietrza od 1,0 do 2,5 m/s.
3. Dobrać czerpnie powietrza, która odpowiada powierzchni wymaganej.
4. Sprawdzić poziom mocy akustycznej.
Kalkulator obliczenia prędkości przepływu powietrza w kanałach okrągłych:
Kalkulator doboru czerpni powietrza
Przykład obliczeniowy dla domu jednorodzinnego o przepływie powietrza 300 m3/h:
Ø160 mm to zalecana średnica przewodów rozprowadzających, w tym od czerpni i wyrzutni do centrali wentylacyjnej.
Zalecane prędkości powietrza w kanałach rozprowadzających wynoszą od 4,0 do 5,0 m/s.
Ø200mm to minimalna średnica czerpni powietrza dla przepływu 300 m3/h.
Ø250mm to zalecana średnica czerpni powietrza dla przepływu 300 m3/h.
Przykład obliczeniowy dla domu jednorodzinnego o przepływie powietrza 400 m3/h:
Ø200 mm to zalecana średnica przewodów rozprowadzających, w tym od czerpni i wyrzutni do centrali wentylacyjnej.
Zalecane prędkości powietrza w kanałach rozprowadzających wynoszą od 4,0 do 5,0 m/s.
Ø250mm to minimalna średnica czerpni powietrza dla przepływu 400 m3/h.
Ø315mm to zalecana średnica czerpni powietrza dla przepływu 400 m3/h.
Jak zabezpieczyć czerpnie przed opadami deszczu, ptakami itp.?
Specjalny kształt żaluzji zabezpiecza otwór czerpny przed opadami atmosferycznymi. Można zamontować również czerpnie z okapnikiem. W standardzie stosowana jest siatka ochronna, zabezpieczająca przed dostępem ptaków, gryzoni i większych zanieczyszczeń (np. liście) do wnętrza instalacji.
Opracował:
mgr inż. Adam Masłowski
Bibliografia
1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dn. 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 75, poz. 690 z późn. zm.).
2. Stowarzyszenie Polska Wentylacja – Wytyczne dla instalacji wentylacyjnej z odzyskiem ciepła w domach jednorodzinnych.
3. Klinke T., Wentylacja Tablice do obliczeń strat ciśnienia, Warszawa 2007.
4. Pełech A., Wentylacja i klimatyzacja. Podstawy, Wrocław 2009.
5. Katalogi techniczne firmy SAW-POL oraz Alnor systemy wentylacyjne. Zdjęcia i przekroje pochodzą z kart katalogowych przedstawionych produktów.