Вентиляция Zilon для склада: расчёт воздухообмена и нагрева притока

На складе без вредных выделений расход наружного воздуха задают люди и вытяжка, которую приток должен возместить: 60 м³/ч на работника в зале без естественного проветривания и не меньше расхода местных отсосов с учётом допустимого дисбаланса. Мощность нагрева притока считают по формуле Q = L·ρ·c·Δt / 3600 для расчётной зимней температуры, затем установку проверяют по таблице нагревателя при вашем графике теплоносителя и по характеристике вентилятора.

Вентиляция для склада: как рассчитать воздухообмен и подогрев притока? Разберём на условном складе в Москве: зал 1200 м² высотой 7,2 м (объём 8640 м³), 15 человек работают в зале всю смену, средств естественного проветривания нет. На участке упаковки по заданию технолога работают два местных отсоса по 1000 м³/ч. Зал отапливает отдельная система, приток только вентилирует.

Из чего складывается расход наружного воздуха

СП 60.13330.2020 объединяет складские помещения с производственными и требует определять расход приточного воздуха расчётом (п. 7.4.1). Подбор по кратности воздухообмена свод правил допускает, только когда его прямо задаёт другой нормативный документ. По п. 7.4.2 приток покрывает большее из требований:

• люди, находящиеся в помещении более 2 ч непрерывно, по таблице В.1: 30 м³/ч на человека при естественном проветривании и 60 м³/ч без него (в примере 15 × 60 = 900 м³/ч);
• местные отсосы и общеобменная вытяжка с учётом нормируемого дисбаланса (в примере 2 × 1000 = 2000 м³/ч);
• избытки теплоты, влаги и вредные газы от погрузчиков с двигателями внутреннего сгорания или технологического оборудования (их считают по приложению Г).

Выделений в примере нет, поэтому принимаем 2000 м³/ч. Однократный обмен объёма зала дал бы 8640 м³/ч, и нагреватель пришлось бы подбирать примерно на 122 кВт вместо 28 кВт.

Воздушный баланс: чем возместить вытяжку отсосов

Отсосы удаляют 2000 м³/ч. Если приток меньше, в зале возникает разрежение, и недостающий воздух приходит через ворота, двери, неплотности или из соседних помещений. Пункт 7.3.2 при техническом обосновании допускает в холодный период отрицательный дисбаланс: до 0,5 обмена в час при высоте помещения до 6 м и до 3 м³/ч на 1 м² пола при большей высоте. Для нашего зала предел — 3600 м³/ч, но такой дисбаланс допустим только с обоснованием и не отменяет подачи наружного воздуха по людям.

Подсасываемый воздух приходится догревать отоплением, а у ворот по полу идёт холодный поток. Мы рекомендуем полностью возмещать вытяжку местных отсосов подогретым притоком; в примере приток равен 2000 м³/ч. Если на участке выделяются вредные вещества или резко выраженные запахи, отрицательный дисбаланс обязателен (п. 7.3.2), и его величину ограничивает тот же пункт. Для полной и частичной работы участка задают согласованные режимы притока и отсосов, а при отключённых отсосах сохраняют подачу по людям.

Мощность нагрева при −26 °C

Обозначим: L — расход, м³/ч; ρ ≈ 1,2 кг/м³ — плотность воздуха, с которой согласуется таблица нагревателя в руководстве; c ≈ 1,005 кДж/(кг·К) — теплоёмкость; Δt — разность температур притока и наружного воздуха, К.

Для вентиляции в холодный период берут параметры Б (СП 60, п. 5.13). В Москве по СП 131.13330.2020 это −26 °C, средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92. Температуру рабочей зоны без избытков теплоты принимают минимальной из допустимых (п. 5.1). В примере принимаем работы категории IIб (ходьба, переноска грузов до 10 кг): по ГОСТ 12.1.005 нижняя граница на постоянных местах — 15 °C. Притоку назначаем +16 °C, Δt = 42 К.

Q = 2000 × 1,2 × 1,005 × 42 / 3600 ≈ 28,1 кВт. Каждые лишние 100 м³/ч в такой мороз добавляют около 1,4 кВт. Если подавать воздух холоднее зала, разницу покроет отопление, поэтому уставку согласуют с тепловым балансом помещения.

ZPW 3000/27 L3 при двух графиках теплоносителя

В нашем ассортименте компактные приточные установки Zilon серий ZPW с водяным нагревателем и ZPE с электрическим. Проверим ZPW 3000/27 L3: по таблице руководства максимальный напор 670 Па и максимальный расход 2720 м³/ч, питание 400 В, патрубки Ø315 мм, карманный фильтр EU5. Теплоноситель — вода или незамерзающая смесь, предел 100 °C при 16 бар либо 150 °C при 10 бар. Номинал нагревателя 27,2 кВт, в карточке — 30 кВт; подбираем по таблице руководства для воды при 2000 м³/ч, на смеси мощность пересчитывают:

При −26 °C и графике 80/60 интерполяция даёт около +18,9 °C и 30,2 кВт, то есть мощность примерно на 7 % выше потребности. Расход воды около 0,36 л/с, потери давления по воде около 16 кПа; насос и клапан выбирают гидравлическим расчётом всего контура. На низкотемпературном графике 60/40 воздух нагреется только до +8 °C, до уставки не хватит около 5,4 кВт. Тогда поднимают температуру теплоносителя, ставят после установки канальный нагреватель на догрев или переходят на больший нагреватель.

Без водяной сети подходит ZPE 4000-30,0 L3: нагреватель 30 кВт при 2000 м³/ч поднимает температуру примерно на 45 К, с −26 до +19 °C. Установка требует выделенной мощности: расчётный ток одного нагревателя около 43 А на фазу при 400 В, вентилятор учитывают отдельно. Её напор при 2000 м³/ч проверяют по графику так же, как у ZPW.

Сопротивление сети и запас по давлению

По графику руководства ZPW 3000/27 L3 при 2000 м³/ч развивает около 300 Па. Нагреватель при этом расходе теряет около 84 Па, а в руководстве не указано, вычтены ли потери нагревателя и фильтра из графика. Считаем консервативно: на фильтр и внешнюю сеть остаётся около 215 Па. Зададим для примера внешнее сопротивление 150 Па; его подтверждают аэродинамическим расчётом конкретной трассы с учётом подсосов и утечек (п. 7.9.1). Тогда на фильтр EU5, то есть на его сопротивление в чистом состоянии и рост при загрязнении, остаётся около 65 Па.

Подбор пока предварительный: сопротивление фильтра EU5 в руководстве не приведено, а для рабочей точки нужны его значения в чистом состоянии и при замене. Если чистый фильтр займёт большую часть 65 Па, сеть сокращают или проверяют ZPW 4000/41 L3: у неё выше характеристика вентилятора, присоединение — 500×300 мм. Её нагреватель 40,8 кВт даёт запас заметно больше 10 %, поэтому контур делают с циркуляционным насосом, а мощность при 2000 м³/ч пересчитывают. Порог дифференциального датчика на фильтре задают так, чтобы расход не опускался ниже расчётного.

Автоматика и защита водяного нагревателя

Управление в комплект не входит: руководство ZPW предусматривает модуль ZCS-W, датчики температуры и давления, термостаты защиты от замерзания и смесительные узлы. Термоконтакты двигателя подключают к внешнему защитному реле: эту функцию закладывают в щит или модуль управления.

Схема обвязки из руководства включает трёхходовой клапан на смешение и циркуляционный насос. Если насоса нет, п. 7.9.2 СП 60 требует обосновать скорость воды в трубках или держать её не ниже 0,12 м/с при параметрах Б и при 0 °C, а запас поверхности нагрева ограничен 10 %. Контроллер поддерживает температуру притока по датчику за нагревателем, меняя клапаном подачу горячей воды. При подборе модуля мы проверяем, что по сигналу защиты от замерзания он останавливает вентилятор, закрывает воздушный клапан на заборе, полностью открывает клапан теплоносителя и оставляет в работе циркуляционный насос. Для этого на заборе нужен клапан с приводом; руководство предусматривает клапаны ZSK.

Где поставить установку и как её обслуживать

ZPW монтируют внутри помещения и только горизонтально, чтобы из теплообменника отводился воздух; к сервисной крышке оставляют доступ, а раму или перекрытие проверяют под массу 98 кг. Руководство запрещает монтаж во взрыво- и пожароопасных помещениях, перемещение воздуха с парами пожароопасных веществ, тяжёлой пылью или мукой. Если склад отнесён к пожароопасной категории, ставить ZPW в зале нельзя: установку размещают в отдельном помещении, например в венткамере, а противопожарную защиту воздуховодов задаёт проект по требованиям пожарной безопасности.

Перед обслуживанием установку отключают от сети и ждут около 2 мин, пока вентилятор полностью остановится. Фильтр чистят не реже раза в месяц и меняют после шести очисток или не реже раза в три месяца по журналу обслуживания; на пыльном складе чаще. Крыльчатку осматривают и чистят не реже раза в полгода, электрические соединения при водяном нагреве проверяют ежеквартально, теплообменник чистят и проверяют трубки на герметичность не реже раза в год.

Какой запас допустим и в каком порядке подбирать

Запас оценивают по трём позициям. По давлению остаток напора после сети и нагревателя должен покрыть сопротивление фильтра у порога замены; в примере это около 65 Па. По нагреву без циркуляционного насоса запас поверхности ограничен 10 % (п. 7.9.2); в примере контур с насосом и смесительным клапаном, поэтому это ограничение не действует, а 7 % запаса по мощности снимает клапан. По расходу рабочую точку задают расчётным расходом с добавкой на подсосы и утечки и ищут на кривой вентилятора; максимальный расход из таблицы соответствует работе без сети и запасом не считается.

1. Соберите исходные данные: площадь, высоту, работников, отсосы, выделения, категорию помещения, график теплоносителя или доступную электрическую мощность.
2. Определите расходы по людям, выделениям и возмещению вытяжки с учётом дисбаланса и примите значение, которое закрывает все требования.
3. Посчитайте мощность нагрева при параметрах Б и сверьте её с таблицей нагревателя.
4. Проверьте вентилятор по сопротивлению сети с фильтром у порога замены.
5. Подберите автоматику и защиту от замерзания.

Если вытяжка общеобменная и чистая, а расход укладывается в типоразмеры, рассматривают приточно-вытяжную установку с рекуперацией: у Zilon ZPVP HW (в руководстве — модели 450–2000) пластинчатый рекуператор с КПД 54–60 % при максимальном расходе, +20 °C внутри и −20 °C снаружи.