VzduchotechnikaVzduchotechnika

Vladimír Křenek ZČU, Katedra energetických strojů a zařízení

KKE / VVK

DDěělenleníí vzduchotechnikyvzduchotechniky

Vzduchotechnika (VZT) je komplexem funkVzduchotechnika (VZT) je komplexem funkččnníích elementch elementůů zajizajiššťťujujííccíích ch úúpravu i pravu i dopravu vzduchu, nebo takdopravu vzduchu, nebo takéé slousloužžííccíích k pch k přřememííssťťovováánníí materimateriáálu vzduchem a lu vzduchem a tvotvořřííccíích jako celek ch jako celek vzduchotechnickvzduchotechnickéé zazařříízenzeníí. Vzduchotechniku lze klasifikovat . Vzduchotechniku lze klasifikovat podle podle řřady kritady kritééririíí. Proto. Protožže vzduchotechnicke vzduchotechnickéé zazařříízenzeníí pracuje se vzduchem, pracuje se vzduchem, jakojakožžto zto záákladnkladníí lláátkou ptkou přřenosu tepla a hmoty, lze penosu tepla a hmoty, lze přřijmout jako primijmout jako primáárnrnííkritkritéérium klasifikace rium klasifikace zpzpůůsob sob úúpravy vzduchupravy vzduchu a a zmzměěny jeho fyzikny jeho fyzikáálnlníích velich veliččinin. . ZZ tohoto aspektu mtohoto aspektu můžůže vzduchotechnicke vzduchotechnickéé zazařříízenzeníí plnit plnit ččtytyřři funkce. i funkce. OhOhřřev, ev, chlazenchlazeníí, vlh, vlhččeneníí nebo odvlhnebo odvlhččovováánníí vzduchuvzduchu čči jejich kombinace umoi jejich kombinace umožžnníí zajistit zajistit popožžadovanou adovanou úúroveroveňň interninterníího mikroklimatu budov nebo pokrýt poho mikroklimatu budov nebo pokrýt požžadavky adavky technologie.technologie.

DDěělenleníí vzduchotechnikyvzduchotechniky

Druhým kritDruhým kritéériem klasifikace VZT je skladba technických výkonných prvkriem klasifikace VZT je skladba technických výkonných prvkůů. Z . Z

tohoto aspektu lze zatohoto aspektu lze zařříízenzeníí vzduchotechniky dvzduchotechniky děělit na lit na jednotkovjednotkovéé, , úúststřřednedníínebonebo zzóónovnovéé. .

Charakteristika zCharakteristika záákladnkladníích ch vzduchotechnických zavzduchotechnických zařříízenzeníí

KaKažžddéé ze vzduchotechnických zaze vzduchotechnických zařříízenzeníí plnplníí specifickspecifickéé funkce vyplývajfunkce vyplývajííccííss popožžadavku stavu vnitadavku stavu vnitřřnníího prostho prostřřededíí budov nebo technologickbudov nebo technologickéého procesu. ho procesu.

�� VVěětrtráánníí lze definovat jako výmlze definovat jako výměěnu znehodnocennu znehodnocenéého vzduchu vho vzduchu v dandanéém m prostoru za vzduch venkovnprostoru za vzduch venkovníí čči neznehodnocený zi neznehodnocený z jiných prostorjiných prostorůů vlivem vlivem tlakovtlakovéého spho spáádu. Vdu. V bytových a obbytových a obččanských stavbanských stavbáách zajich zajiššťťuje vuje věětrtráánníízejmzejmééna na ododéérovrovéé mikroklima. Podle zdroje tlakovmikroklima. Podle zdroje tlakovéého spho spáádu lze vdu lze věětrtráánníí dděělit lit na pna přřirozenirozenéé vvěětrtráánníí a nucena nucenéé vvěětrtráánníí..

�� TeplovzduTeplovzduššnnéé vytvytááppěěnníí zajizajiššťťuje vytuje vytááppěěnníí dandanéého prostoru ho prostoru ppřříívodnvodníím vzduchem o teplotm vzduchem o teplotěě vyvyššíšší nenežž vzduch ve vytvzduch ve vytááppěěnnéém prostoru m prostoru aa nutnou výmnutnou výměěnu znehodnocennu znehodnocenéého vzduchu, ho vzduchu, ččíímmžž zajizajiššťťuje tepelnou a uje tepelnou a ododéérovourovou slosložžku internku interníího mikroklimatu. ho mikroklimatu.

�� KlimatizaciKlimatizaci lze definovat jako lze definovat jako úúpravu a výmpravu a výměěnu znehodnocennu znehodnocenéého ho vzduchu vvzduchu v dandanéém prostoru pm prostoru přříívodnvodníím vzduchem, který je alespom vzduchem, který je alespoňň chlazený, chlazený, nebo alesponebo alespoňň vlhvlhččený, nebo ený, nebo odvlhodvlhččovováánýný a va v zimziměě zpravidla ohzpravidla ohřříívaný. vaný. Klimatizace zajiKlimatizace zajiššťťuje vuje vššechny sloechny složžky vnitky vnitřřnníího prostho prostřřededíí budov (budov (ččistotu, istotu, teplotu, vlhkost) na poteplotu, vlhkost) na požžadovanadovanéé úúrovni vrovni v celceléém spektru vyskytujm spektru vyskytujííccíích se ch se provoznprovozníích stavch stavůů budovy nebo mbudovy nebo míístnosti. Klimatizace tedy zabezpestnosti. Klimatizace tedy zabezpeččuje uje komplexnkomplexníí stav internstav interníího mikroklimatu mho mikroklimatu míístnoststnostíí a budov.a budov.

NNáávrh vzduchotechnických zavrh vzduchotechnických zařříízenzeníí

NNáávrh vzduchotechnických zavrh vzduchotechnických zařříízenzeníí vychvycháázzíí zz nnáásledujsledujííccíích nch náávrhových velivrhových veliččin :in :

●● teplota vzduchuteplota vzduchu●● hmotnostnhmotnostníí a objemova objemovéé prprůůtoky vzduchutoky vzduchu●● entalpie vzduchuentalpie vzduchu●● mměěrnrnáá vlhkost vzduchuvlhkost vzduchu●● koncentrace znekoncentrace zneččiiššťťujujííccíích lch láátek obsatek obsažžených ve vzduchuených ve vzduchu

UvedenUvedenéé veliveliččiny lze vyiny lze vyččííslit pomocslit pomocíí primprimáárnrníích sloch složžek spojených sek spojených s tvorbou tvorbou vnitvnitřřnníího prostho prostřřededíí mmíístnoststnostíí a budov. Zma budov. Zmíínněěnnéé slosložžky tvoky tvořříí ::

�� VnitVnitřřnníí prostprostřřededíí -- interninterníí mikroklima mmikroklima míístnoststnostíí�� VnVněějjšíší prostprostřřededíí -- externexterníí klima mklima míísta budovysta budovy�� StavebnStavebníí konstrukce budovykonstrukce budovy�� Provoz budovyProvoz budovy

TepelnTepelněě hmotnostnhmotnostníí bilance bilance pro npro náávrh vzduchotechnikyvrh vzduchotechniky

Teplo je dominantnTeplo je dominantníím faktorem tvorby internm faktorem tvorby interníího mikroklimatu, kterho mikroklimatu, kteréé se formuje vse formuje v procesu procesu aktuaktuáálnlníích tepelných a hmotnostnch tepelných a hmotnostníích výmch výměěn mezi budovou a jejn mezi budovou a jejíím okolm okolíím. Charakteru m. Charakteru ttěěchto výmchto výměěn musn musíí odpovodpovíídat výkon soustav (TZB) a zejmdat výkon soustav (TZB) a zejmééna vzduchotechniky, kterna vzduchotechniky, kteráámusmusíí svým provozem reagovat na zmsvým provozem reagovat na změěny pny půůsobsobííccíích tepelných a hmotnostnch tepelných a hmotnostníích faktorch faktorůů. .

TepelnTepelnáá zzááttěžěžTepelnTepelnáá zzááttěžěž je primje primáárnrníí veliveliččinou ninou náávrhu vzduchotechnických systvrhu vzduchotechnických systéémmůů, , zejmzejmééna na klimatizaceklimatizace. Podle zdroj. Podle zdrojůů ppůůsobsobííccíích agencich agenciíí lze tepelnou zlze tepelnou zááttěžěž dděělit lit na vnna vněějjšíší a vnita vnitřřnníí. Podrobný algoritmus vhodný pro technickou projek. Podrobný algoritmus vhodný pro technickou projekččnníípraxi uvpraxi uvááddíí ČČSN 730548.SN 730548.

Vnější tepelná zátěž představuje tepelný tok vyvolaný sluneční radiací a teplotou vnějšího vzduchu. Tvoří ji tepelná zátěž oken radiací, konvekcí a tepelná zátěž stěn.

TepelnTepelnáá zzááttěžěž radiacradiacíí

Tepelná zátěž oken radiací Qor představuje tepelný tok slunečního záření procházející okny. Je zásadní složkou vnější zátěže. Její velikost

závisí na intenzitě sluneční radiace Io. Předběžně lze hodnoty tepelnézátěže okna určit dle následující rovnice :

kde

Sos - osluněná plocha oken (m2)

Io – intenzita prostupující sluneční radiace (Wm-2)

co – korekce na čistotu atmosféry (venkov co = 1,15, velkoměsta a průmysl co = 0,85),

so – stínící součinitel

(dvojité sklo so = 0,9, vnitřní žaluzie so = 0,56 viz ČSN 730548).

TepelnTepelnáá zzááttěžěž konvekckonvekcíí

TepelnTepelnáá zzááttěžěž oken konvekcoken konvekcíí QQokok je zje záávislvisláá na plona plošše e oken a rozdoken a rozdíílu teplot. Jejlu teplot. Jejíí hodnota je hodnota je řřáádovdověě menmenšíší nenežž zzááttěžěžoken radiacoken radiacíí. K. K výpovýpoččtu tepelntu tepelnéé zzááttěžěže oken konvekce oken konvekcíí lze lze aplikovat rovnici :aplikovat rovnici :

kde :

ko.................. součinitel prostupu tepla oknem [ W/m2K ]

So.........…..... plocha okna včetně rámu [ m2 ]

te-ti................ rozdíl teplot mezi venkovním a vnitřním prostředí [ K ]

TepelnTepelnáá zzááttěžěž ststěěnn

TepelnTepelnáá zzááttěžěž ststěěnn QQss ppřředstavuje tepelný tok vnedstavuje tepelný tok vněějjšíšími stmi stěěnami mezi nami mezi

interiinteriéérem a exterirem a exteriéérem. Výporem. Výpoččet vychet vycháázzíí z prostupu tepla pro rozdz prostupu tepla pro rozdííl teplot l teplot ttrr -- ttii, ,

ppřřiiččememžž ttrr je rovnocennje rovnocennáá slunesluneččnníí teplota vnteplota vněějjšíšího vzduchu. Vho vzduchu. V zzáávislosti na vislosti na tloutlouššťťce stce stěěny vystupujny vystupujíí ve formulve formulíích souch souččiniteliniteléé zohledzohledňňujujííccíími tepelnmi tepelněětechnicktechnickéé vlastnostvlastnostíí ststěěn. Zn. Zááttěžěž ststěěn mn máá vv mmíístnostech sstnostech s okny zanedbatelný vliv. okny zanedbatelný vliv. Podrobný algoritmus výpoPodrobný algoritmus výpoččtu uvtu uvááddíí ČČSN 730548.SN 730548.

StStěěny lehkny lehkéé :: StStěěny stny střřednedněě ttěžěžkkéé ::

StStěěny tny těžěžkkéé ::

Kde :Kde :trtr ................... ................... rovnocennrovnocennáá slunesluneččnníí teplota venkovnteplota venkovníího vzduchu [ho vzduchu [°°C]C]trmtrm ..................................prprůůmměěrnrnáá rovnocennrovnocennáá slunesluneččnníí teplota vzduchu za 24 hodin [teplota vzduchu za 24 hodin [°°C]C]trtrψψ ................... ................... rovnocennrovnocennáá slunesluneččnníí teplota v dobteplota v doběě o o ψψ ddřříívvěějjšíší [[°°C]C]m .................. m .................. sousouččinitel zmeninitel zmenššeneníí teplotnteplotníího kolho kolííssáánníí ppřři prostupu tepla sti prostupu tepla stěěnou [nou [--]]

VÝPOVÝPOČČET TEPELNÝCH ZISKET TEPELNÝCH ZISKŮŮOD VNITOD VNITŘŘNNÍÍCH ZDROJCH ZDROJŮŮ TEPLATEPLA

TEPELNÉ ZISKY OD LIDÍ :

kde: kde: iiLL ..................po..................poččet lidet lidíí [[--]]

TEPELNTEPELNÉÉ ZISKY OD OSVZISKY OD OSVĚĚTLENTLENÍÍ

TEPELNTEPELNÉÉ ZISKY OD ELEKTRONICKZISKY OD ELEKTRONICKÉÉHO VYBAVENHO VYBAVENÍÍ

TEPELNTEPELNÉÉ ZISKY OD ELEKTRONICKZISKY OD ELEKTRONICKÉÉHO VYBAVENHO VYBAVENÍÍ

TepelnTepelnéé ztrztrááty a vodnty a vodníí ziskyzisky

TepelnTepelnéé ztrztráátytyTepelnTepelnáá ztrztrááta je primta je primáárnrníí veliveliččinou zejminou zejmééna pro nna pro náávrh klimatizace a vrh klimatizace a teplovzduteplovzduššnnééhoho vytvytááppěěnníí v zimnv zimníím obdobm obdobíí. Výpo. Výpoččet vychet vycháázzíí ze sdze sdíílenleníítepla prostupem pro ptepla prostupem pro přředpokledpokláádaný staciondaný stacionáárnrníí stav, costav, cožž znamenznamenáákonstantnkonstantníí teploty, zejmteploty, zejmééna exterina exteriééru ru -- metodiku výpometodiku výpoččtu uvtu uvááddíí ČČSN SN 060210.060210.

VodnVodníí ziskyziskyVodnVodníí zisky vzisky v bytových a obbytových a obččanských budovanských budováách tvoch tvořříí produkce pprodukce pááry ry ččlovlověěka, odpaka, odpařřovováánníí zz teplých jteplých jíídel a hladin o vydel a hladin o vyššíšší teplotteplotěě nenežž teplota teplota vzduchu vvzduchu v mmíístnosti. Vodnstnosti. Vodníí zisky danzisky danéé mmíístnosti jsou pak dstnosti jsou pak dáány souny souččinem inem jednotkovjednotkovéé produkce a poprodukce a poččtu zdrojtu zdrojůů ppááry.ry.

HmotnostnHmotnostníí zzááttěžěžUvedenou zátěž tvoří toky škodlivin vznikajících při užívání budov, při různých technologických procesech a v přírodě. Základní agencie v obytných a občanských budovách mající charakter škodliviny jsou oxid uhličitý CO2, odéry, oxid siřičitý S02, oxid uhelnatý CO, oxidy dusíku NOx a formaldehyd.

Oxid uhličitý produkuje člověk dýcháním.

Odéry (vůně, zápach) tvoří velmi složité organické plynné sloučeniny obsažené ve vzduchu. Působí velmi nepříznivě na stav prostředí a jsou častou příčinou zhoršení kvality vzduchu v místnostech. Vyskytují ve vzduchu v neměřitelných koncentracích a proto je objektivnímonitorování a bilancování jejich aktuálně působících hodnot velmi náročné. Hodnocení jejich vlivu a bilancování se často převádí na procenta koncentrací C02. Stupeň zápachu je přijatelný, nepřekročí-li koncentrace C02 hodnotu 0,15 %.

Oxid siřičitý S02, oxid uhelnatý CO a oxidy dusíku NOx tvoří plynnésložky vznikající zejména při provozu lokálních topidel a spotřebičů v bytech bez odtahu spalin. CO je i produktem kouření.

Formaldehyd je plynná složka, jenž se uvolňuje ze stavebních materiálů i vnitřního vybavení(nábytek, koberce, tmely, lepidla ap.) nebo vzniká při spalování a kouření.

Vzduchotechnika budovVzduchotechnika budovVV souvislosti se stoupajsouvislosti se stoupajííccíími pomi požžadavky na kvalitu vnitadavky na kvalitu vnitřřnníího prostho prostřřededíí budov rostou i nbudov rostou i náároky na roky na technicktechnickéé prostprostřředky k jeho tvorbedky k jeho tvorběě. Stavebn. Stavebníí konstrukce budov poskytuje vkonstrukce budov poskytuje v zemzeměěpisnpisnéé poloze poloze ČČeskeskéé republiky jen primrepubliky jen primáárnrníí ochranu pochranu přřed vned vněějjšíšími klimatickými vlivy. Vnitmi klimatickými vlivy. Vnitřřnníí prostprostřřededíí budov budov vv celceléém rozsahu rem rozsahu reáálných provoznlných provozníích stavch stavůů zajistzajistíí jen technickjen technickáá zazařříízenzeníí budov pbudov přřenosem tepla a enosem tepla a lláátek. tek.

SchSchééma skladby inteligentnma skladby inteligentníí budovybudovy

Projekt vzduchotechnikyProjekt vzduchotechniky

Projekt vzduchotechnikyProjekt vzduchotechniky

Podklady pro zpracovPodklady pro zpracováánníí dokumentacedokumentace

SchSchéématickmatickéé znaznaččky v dokumentaciky v dokumentaci

SchSchéématickmatickéé znaznaččky v dokumentaciky v dokumentaci

SchSchéématickmatickéé znaznaččky v dokumentaciky v dokumentaci

SchSchéématickmatickéé znaznaččky v dokumentaciky v dokumentaci

SchSchéématickmatickéé znaznaččky v dokumentaciky v dokumentaci

VýpoVýpoččtovtovéé hodnoty bhodnoty běžěžných prostorných prostor

NNáázorný pzorný přřííklad klad řřeeššeneníí vzduchotechnikyvzduchotechniky

PŘIROZENÉ VĚTRÁNÍVětrání s přirozeným oběhem vzduchuU větrání s přirozeným oběhem je průtok vzduchu vyvolán rozdílem tlaků uvnitř a vně větraného prostoru, který vzniká rozdílem teplot uvnitř a vně větraného prostoru (místnosti, budovy) a tlakovým (dynamickým) účinkem větru na budovu. Přirozené větrání dělíme na infiltraci (provzdušnění), větrání okny (provětrávání), aeraci a šachtové větrání.Infiltrace Při infiltraci proudí vzduch spárami netěsných oken a dveří a pórovitými stěnami. Rozdělení tlaku na boční stěny budovy vlivem rozdílných teplot vzduchu venku a uvnitř je na obr. 6.1a a působením větru na obr. 6.1b. Při současném působenírozdílných teplot a větru se tlaky sčítají. Je-li vnitřní teplota vyšší než venkovní je horní část místnosti přetlaková, dolní podtlaková. Mezi oběma oblastmi je místo nulového tlakového rozdílu, kterým prochází neutrální rovina n. Tlakový rozdíl ∆p v libovolném místě h od neutrální roviny při rychlosti větru w = 0 je pak :

kde

ρe a ρi značí hustoty vnějšího a vnitřního vzduchu

g gravitační zrychlení.

PŘIROZENÉ VĚTRÁNÍ

Působením větru vznikne na návětrné straně budovy jistý přetlak a na závětrné straně naopak jistý podtlak. Velikost přetlaku nebo podtlaku se vyjadřuje vztahem :

kde

A je aerodynamický součinitel (tlakový součinitel větru) - průměrné hodnoty na straně návětrné jsou 0,9 a na straně závětrné -0,4

RozloRozložženeníí tlaku na sttlaku na stěěny budovyny budovy

a) vlivem rozda) vlivem rozdíílu hustot vzduchulu hustot vzduchub) vlivem pb) vlivem půůsobensobeníí vvěětrutru

PŘIROZENÉ VĚTRÁNÍ

Větrání oknyVětrání okny (provětrávání) je nejrozšířenějším způsobem přirozeného větrání. Je specifické tím, že jediný otvor – okno – slouží pro přívod i odvod vzduchu z větraného prostoru. Používá se přerušovaně a energeticky je úsporné pokud provětráváme krátce, často a velkými průřezy.

AeraceAerace je přirozené větrání regulovatelnými větracími otvory ve stěnách a ve střeše. Je rozšířena zejména v teplých a horkých průmyslových provozech (měrná tepelná zátěž od vnitřních zdrojů > 25 W.m-3) hutních, strojírenských a sklářských závodů. Konvekční proud nad zdrojem tepla se odvádí jen z části. Část proudu o hmotnostním toku m se vrací cirkulací a účinkem ochlazovánína obvodových stěnách do pracovní oblasti, kde se mísí s přiváděným vzduchem venkovním o hmotnostním toku m a proudí ke zdroji tepla.

PŘIROZENÉ VĚTRÁNÍ

HmotnostnHmotnostníí tok vtok věětractracíího ho

vzduchu vzduchu mm se urse urččuje z rovnice uje z rovnice tepelntepelnéé rovnovrovnovááhy prostoru :hy prostoru :

kdeQ = Q i ± Qe jsou vnitřní a vnějšítepelné zátěže (−Q e je tepelná ztráta)to a te jsou teploty odváděného a venkovního vzduchu.Teplota to se určuje z teplotního součinitele B definovaného vztahem :

kde kde tpotpo je teplota v pracovnje teplota v pracovníí oblastioblasti

PŘIROZENÉ VĚTRÁNÍDle rovnice

vypočteme účinný tlak.. Hustotu vzduchu ρi vystupující v této rovnici určíme pro střední teplotu vzduchu v hale, která je vyjádřena vztahem ti = (tpo + to)/2. Účinný tlak se rozdělí na přiváděcí otvory a odváděcí otvory ∆p = ∆p p + ∆p o

v poměru ∆ p p / ∆ p o = 1 až 2 , přičemž má být ∆ p p ≤ 5 Pa.Účinný tlak je větší v zimě. Větrací otvory pro zimu mohou být proto menší a jsou v pásmu nad pracovní oblastí, aby se zvýšila teplota chladného vzduchu před vstupem do pracovní oblasti.Plochy větracích otvorů se pak vypočtou ze vztahů :

. kde

µp a µo jsou výtokovésoučinitele přiváděcích a odváděcích otvorů,

ρe a ρo jsou hustoty vzduchu

o teplotě te a to.

ŠŠachtovachtovéé vvěětrtráánníí

Šachtové větrání se používá k odvádění škodlivin od stabilního zdroje s dostatečnou produkcí tepla. Účinný tah šachty o výšce h je dán vztahem :

Tento tlakový spád se spotřebuje na překonání tlakových ztrát třením a místními odpory, na vytvoření dynamického tlaku ve výstupu a k překonánírozdílu tlaků vně a uvnitř budovy.

Platí vztah :

kdeλ je součinitel třeníd - průměr šachtyξ - součinitel místního odporuw – rychlost proudění vzduchu šachtouρe, ρi, ρ – hustota vzduchu vně budovy, uvnitř větrané místnosti a v šachtěpe, pi – tlak vzduchu vně budovy a uvnitř větrané místnosti

NucenNucenéé vvěětrtráánnííNucenNucenéé celkovcelkovéé vvěětrtráánníí se navrhuje tam, kde nelze pse navrhuje tam, kde nelze přředem uredem urččit mit míísta sta vzniku vzniku šškodlivin nebo kde jsou zdroje kodlivin nebo kde jsou zdroje šškodlivin rovnomkodlivin rovnoměěrnrněě rozmrozmííststěěny. ny. NucenNucenéé vvěětrtráánníí zajizajiššťťuje výmuje výměěnu vzduchu neznu vzduchu nezáávisle na vnvisle na vněějjšíších klimatických ch klimatických podmpodmíínknkáách a proti pch a proti přřirozenirozenéému vmu věětrtráánníí mmáá řřadu daladu dalšíších pch přřednostednostíí ::

�� umoumožňžňuje regulaci intenzity vuje regulaci intenzity věětrtráánníí podle potpodle potřřeb veb věětrantranéého prostoru,ho prostoru,�� umoumožňžňuje vzduch filtrovat a takuje vzduch filtrovat a takéé teplotnteplotněě upravovat,upravovat,�� umoumožňžňuje zpuje zpěětntnéé vyuvyužžititíí tepla z odpadntepla z odpadníího vzduchu,ho vzduchu,�� umoumožňžňuje upravit tlakovuje upravit tlakovéé pompoměěry v budovry v budověě a vytvoa vytvořřit vhodnit vhodnéé obrazy proudobrazy prouděěnníí

ve vve věětrantranéém prostoru.m prostoru.

Soustavy nucenSoustavy nucenéého vho věětrtráánníí jsou podle tlaku ve vjsou podle tlaku ve věětrantranéém prostoru vzhledem m prostoru vzhledem k tlaku v okolnk tlaku v okolníích prostorch prostoráách pch přřetlakovetlakovéé, podtlakov, podtlakovéé, nebo rovnotlak, nebo rovnotlakéé..

KaKažždý ventildý ventiláátor, ator, aťť uužž je situovje situováán jako spolen jako společčný, nebo pro kaný, nebo pro kažždý prostor dý prostor samostatnsamostatněě, m, máá zabezpezabezpeččit pro kait pro kažžddéé podlapodlažžíí ppřředepsanedepsanéé mnomnožžstvstvíí odvodváádděěnnéého ho vzduchu. Odpory pvzduchu. Odpory přři proudi prouděěnníí vzduchu z rvzduchu z růůzných podlazných podlažžíí jsou pro kajsou pro kažžddéépodlapodlažžíí rozdrozdíílnlnéé; tato skute; tato skuteččnost by nutnnost by nutněě vedla k nerovnomvedla k nerovnoměěrnosti odvodu rnosti odvodu vzduchu. Pro docvzduchu. Pro docíílenleníí rovnomrovnoměěrnosti je nutnrnosti je nutnéé provprovéést regulaci vst regulaci věětractracíí soustavy, soustavy, a to i tak mala to i tak maléé, jako je soustava bytov, jako je soustava bytovéého vho věětrtráánníí..

Prvky vPrvky věětractracíích zach zařříízenzenííSouSouččááststíí prakticky kaprakticky kažžddéého vho věětractracíího a klimatizaho a klimatizaččnníího systho systéému mu je ventilje ventiláátor tor -- zazařříízenzeníí slousloužžííccíí k dopravk dopravěě nejnejččastastěěji vzduchu ji vzduchu (obecn(obecněě plynplynůů, nap, napřř. spalin aj.). Jedn. spalin aj.). Jednáá se o rotase o rotaččnníí lopatkový lopatkový stroj, s velice stroj, s velice šširokým rozsahem pouirokým rozsahem použžititíí nejen v zanejen v zařříízenzeníích ch techniky prosttechniky prostřřededíí. Hlavn. Hlavníími parametry ventilmi parametry ventiláátortorůů jsou jsou celkový dopravncelkový dopravníí tlak, objemovtlak, objemovéé mnomnožžstvstvíí vzduchu a pvzduchu a přřííkon.kon.

RozdRozděělenleníí ventilventiláátortorůů podle smpodle směěru proudru prouděěnníí vzduchuvzduchu�� RadiRadiáálnlníí ventilventiláátorytory

�� AxiAxiáálnlníí ventilventiláátorytory

�� DiagonDiagonáálnlníí ventilventiláátorytory

�� DiametrDiametráálnlníí ventilventiláátorytory

Radiální ventilátory

HlavnHlavníími soumi souččáástmi radistmi radiáálnlníího ventilho ventiláátoru jsoutoru jsou oboběžěžnnéé kolo (1), sackolo (1), sacíí hrdlo (2), výtlahrdlo (2), výtlaččnnéé hrdlo (3), hrdlo (3), spirspiráálnlníí skskřřííňň (4) a elektromotor (5). Sou(4) a elektromotor (5). Souččááststíí oboběžěžnnéého kola lopatkovho kola lopatkovéé kankanáály, kterly, kteréé ppřři oti otááččeneníízajizajiššťťujujíí nasnasáávváánníí vzduchu v axivzduchu v axiáálnlníím smm směěru a výtlak ve smru a výtlak ve směěru kolmru kolméém na osu rotace (odtud radim na osu rotace (odtud radiáálnlníí). ). ÚÚkolem spirkolem spiráálnlníí skskřříínněě je je oobdobnbdobněě jako u difusoru, pjako u difusoru, přřememěěna kinetickna kinetickéé energie na energii tlakovou.energie na energii tlakovou.

Podle tvaru lopatek obPodle tvaru lopatek oběžěžnnéého kola, rozliho kola, rozliššujeme radiujeme radiáálnlníí ventilventiláátory tory ::

•• s dops dopřředu zahnutými lopatkamiedu zahnutými lopatkami

•• s dozadu zahnutými lopatkamis dozadu zahnutými lopatkami

•• s radis radiáálnlněě zakonzakonččenými lopatkamienými lopatkami

AxiAxiáálnlníí ventilventiláátorytory

AxiAxiáálnlníí ventilventiláátorse skltorse sklááddáá zpravidla z rotoru (1) s obzpravidla z rotoru (1) s oběžěžnými lopatkami (2), plnými lopatkami (2), plášášttěě (3), elektromotoru (3), elektromotoru (4). Potrubn(4). Potrubníí provedenprovedeníí axiaxiáálnlníích ventilch ventiláátortorůů bývbýváá opatopatřřeno peno přříírubami (5). U axirubami (5). U axiáálnlníích ventilch ventiláátortorůůproudproudíí vzduch ve smvzduch ve směěru osy otru osy otááččeneníí oboběžěžnnéého kola a pouho kola a použžíívajvajíí se tam, kde je pose tam, kde je požžadovadováán velký prn velký průůtok tok vzduchu bez vysokých nvzduchu bez vysokých náárokrokůů na dopravnna dopravníí tlak.tlak.

AxiAxiáálnlníí ventilventiláátory je motory je možžnnéé ddáále rozdle rozděělit na plit na přřetlakovetlakovéé a rovnotlaka rovnotlakéé. U p. U přřetlakových ventiletlakových ventiláátortorůů je je statický tlak za obstatický tlak za oběžěžným kolem vyným kolem vyššíšší nenežž ppřřed kolem. Objemoved kolem. Objemovéé prprůůtoky se pohybujtoky se pohybujíí v v šširokirokéém m ppáásmu hodnot a pousmu hodnot a použžíívajvajíí se nejse nejččastastěěji pro vji pro věětractracíí a klimatizaa klimatizaččnníí zazařříízenzeníí, ale i pro chladic, ale i pro chladicíí vvěžěže atd. e atd. CelkovCelkováá úúččinnost tinnost těěchto ventilchto ventiláátortorůů se pohybuje kolem hodnoty 0,85. se pohybuje kolem hodnoty 0,85.

DiagonDiagonáálnlníí ventilventiláátorytory

DiagonDiagonáálnlníí ventilventiláátor ptor přřipomipomíínnáá konstrukckonstrukcíí oboběžěžnnéého kola spho kola spíšíše radie radiáálnlníí ventilventiláátor, ve tor, ve skuteskuteččnosti se jednnosti se jednáá o po přřechod mezi axiechod mezi axiáálnlníím a radim a radiáálnlníím ventilm ventiláátorem. Vzduch proudtorem. Vzduch proudíído ventildo ventiláátoru v axitoru v axiáálnlníím smm směěru, tedy ve smru, tedy ve směěru osy rotace obru osy rotace oběžěžnnéého kola, avho kola, avššak výtlakak výtlak z z ventilventiláátoru je pod toru je pod úúhlem menhlem menšíším nem nežž 9090°°. . HlavnHlavníí ččáásti diagonsti diagonáálnlníího ventilho ventiláátoru jsoutoru jsouoboběžěžnnéé kolo (1), skkolo (1), skřřííňň ventilventiláátoru (2), sactoru (2), sacíí hrdlo (3), výtlahrdlo (3), výtlaččnnéé hrdlo (4) a elektromotor (5). hrdlo (4) a elektromotor (5).

DiametrDiametráálnlníí ventilventiláátorytory

VentilVentiláátor nastor nasáávváá vzduch na vnvzduch na vněějjšíším obvodu obm obvodu oběžěžnnéého kola (1) v sacho kola (1) v sacíím hrdle (2). m hrdle (2). Vzduch prochVzduch procháázzíí ppřřííččnněě oboběžěžným kolem a opným kolem a opěět vystupuje na vnt vystupuje na vněějjšíším obvodu, odkud m obvodu, odkud je dje dáále vyfukovle vyfukováán do výtlan do výtlaččnnéého hrdla (3). Po obvodho hrdla (3). Po obvoděě oboběžěžnnéého kola jsou rozmho kola jsou rozmííststěěny ny dopdopřředu zahnutedu zahnutéé lopatky. lopatky. ŠíŠířřka obka oběžěžnnéého kola bývho kola býváá 1 a1 ažž 55--ti nti náásobek vnsobek vněějjšíšího ho prprůůmměěru obru oběžěžnnéého kola. Tyto ventilho kola. Tyto ventiláátory se poutory se použžíívajvajíí tam, kde je nutntam, kde je nutnéé nasnasáávat vat vzduch v vzduch v šširokirokéém podm podéélnlnéém rozmm rozměěru, napru, napřř. je mo. je možžnnéé se s nimi setkat u nse s nimi setkat u něěkterých kterých typtypůů jednotek fanjednotek fan--coil. Celkovcoil. Celkováá úúččinnost tohoto typu ventilinnost tohoto typu ventiláátoru bývtoru býváá 0,45 a0,45 ažž 0,55.0,55.

RozdRozděělenleníí ventilventiláátortorůů podle celkovpodle celkovéého dopravnho dopravníího tlakuho tlaku

RadiRadiáálnlníí ventilventiláátorytory•• nníízkotlakzkotlakéé -- ∆∆p < 1000 Pap < 1000 Pa

•• ststřředotlakedotlakéé -- ∆∆p = 1000 ap = 1000 ažž 3000 Pa3000 Pa

•• vysokotlakvysokotlakéé -- ∆∆p > 3000 Pap > 3000 Pa

AxiAxiáálnlníí ventilventiláátorytory•• rovnotlakrovnotlakéé

•• ppřřetlakovetlakovéé

RozdRozděělenleníí podle pohonu :podle pohonu :•• na pna přříímomo

•• na spojkuna spojku

•• na na řřemenemen

RozdRozděělenleníí podle poupodle použžitit íí ::•• bytovbytovéé ventilventiláátorytory

•• potrubnpotrubníí ventilventiláátorytory

•• nnááststřřeeššnníí ventilventiláátorytory

•• ventilventiláátory pro odvod tepla a koutory pro odvod tepla a kouřřee

•• nevýbunevýbuššnnéé ventilventiláátorytory

•• kyselinovzdornkyselinovzdornéé ventilventiláátorytory

ZZáákladnkladníí parametry ventilparametry ventiláátortorůůObjemový prObjemový průůtok vzduchu Vtok vzduchu V

MnoMnožžstvstvíí vzduchu, ktervzduchu, kteréé je schopen ventilje schopen ventiláátor dopravit, urtor dopravit, urččuje objemový uje objemový tzv. tzv. prprůůtok vzduchu V tok vzduchu V [m[m33/s], který je ud/s], který je udáávváán zpravidla pro hustotu vzduchu n zpravidla pro hustotu vzduchu ρρ = 1,2 kg/m= 1,2 kg/m33. Pro r. Pro růůznznéé druhy ventildruhy ventiláátortorůůse se objemový probjemový průůtok vzduchu mtok vzduchu můžůže pohybovat ve velice e pohybovat ve velice šširokirokéém rozmezm rozmezíí hodnot od 0,015 mhodnot od 0,015 m33/s a/s ažžpo cca 300 mpo cca 300 m33/s./s.

Celkový dopravnCelkový dopravníí tlak tlak ∆∆pp

VentilVentiláátor mustor musíí zajistit przajistit průůtok vzduchu stok vzduchu sííttíí, co, cožž je vlastnost urje vlastnost urččenenáá celkovým dopravncelkovým dopravníím tlakem m tlakem ventilventiláátoru toru ∆∆p [Pa]. Pro pp [Pa]. Pro přřekonekonáánníí tlakovtlakovéé ztrztrááty potrubnty potrubníího systho systéému a vmu a vřřazených elementazených elementůů(odpor(odporůů) slou) sloužžíí statickstatickáá slosložžka tlaku.ka tlaku. U vysokotlakých ventilU vysokotlakých ventiláátortorůů je potje potřřeba naveba navííc poc poččíítat se tat se stlastlaččitelnostitelnostíí vzduchu, ktervzduchu, kteráá se obvykle u nse obvykle u níízkotlakých a stzkotlakých a střředotlakých ventiledotlakých ventiláátortorůů zanedbzanedbáávváá..

Výkon a pVýkon a přřííkon ventilkon ventiláátorutoru

Výkon ventilVýkon ventiláátoru je dtoru je dáán soun souččinem prinem průůtoku a celkovtoku a celkovéého dopravnho dopravníího tlaku ho tlaku ::

PPřřííkon ventilkon ventiláátoru se stanovtoru se stanovíí z výkonu ventilz výkonu ventiláátoru toru PP a celkova celkovéé úúččinnosti innosti ηηcc, kter, kteráá je definovje definováána na jako pomjako poměěr mezi výkonem a pr mezi výkonem a přřííkonem ventilkonem ventiláátorutoru ::

Charakteristiky ventilCharakteristiky ventiláátortorůů

OObecnbecnéé charakteristiky ventilcharakteristiky ventiláátorutoru ::

•• tlakovtlakováá charakteristika charakteristika --∆∆p = f (V)p = f (V)

•• ppřřííkonovkonováá charakteristika charakteristika -- PPpp = f (V)= f (V)

•• úúččinnostninnostníí charakteristika charakteristika -- ηηcc = f (V)= f (V)

PPřřepoepoččet parametret parametrůů ventilventiláátorutoru

Za pZa přředpokladu, edpokladu, žže je hustota vzduchu e je hustota vzduchu ρρ konstantnkonstantníí, lze teoreticky spo, lze teoreticky spoččíítat zmtat změěny ny funkfunkččnníích parametrch parametrůů ventilventiláátoru ptoru přři zmi změěnněě ototááččekek.. Z uvedených vztahZ uvedených vztahůů je zje zřřejmejméé, , žže e objemový probjemový průůtok vzduchu se mtok vzduchu se měěnníí úúmměěrnrněě s ots otááččkami. Celkový dopravnkami. Celkový dopravníí tlak se pak mtlak se pak měěnnííúúmměěrnrněě s druhou a ps druhou a přřííkon s tkon s třřetetíí mocninou otmocninou otááčček.ek.

VVěěttššina výrobcina výrobcůů uvuvááddíí charakteristiky ventilcharakteristiky ventiláátoru toru pro hustotu vzduchu pro hustotu vzduchu ρρ = 1,2 kg/m= 1,2 kg/m33. V . V ppřříípadpaděě zmzměěny hustoty, kterny hustoty, kteráá zzáávisvisíí na teplotna teplotěě dopravovandopravovanéého vzduchu (napho vzduchu (napřř. p. přři odvodu i odvodu tepla a koutepla a kouřře), lze parametry ventile), lze parametry ventiláátoru ptoru přři daných oti daných otááččkkáách ch taktakéé ppřřepoepoččíítattat..

ParaPararametrrametr ZmZměěna otna otááčček, ek, ρρ==konstkonst.. ZmZměěna hustoty, na hustoty, nn==konstkonst..

Objemový prObjemový průůtok vzduchu V [mtok vzduchu V [m33/s]/s]

Celkový dopravnCelkový dopravníí tlaktlak ∆∆pp [[PaPa]]

Výkon ventilVýkon ventiláátoru toru PP [W][W]

DDěěkuji za pozornost !kuji za pozornost !