Обратная тяга в вентиляции частного дома и причины ее опрокидывания

Для создания комфортных условий необходим достаточный приток свежего воздуха. При неправильном функционировании системы воздухообмена может возникнуть обратная тяга в вентиляции частного дома, что плохо влияет на его микроклимат.

В этом случае необходимо разобраться и устранить причины изменения направления потока.

Причины возникновения обратной тяги

Обратная тяга возникает при наличии просчетов в проектировании вентиляционной системы или недостаточно квалифицированном ее исполнении. Но так как воздух обладает хорошо изученными физическими свойствами, то легко можно выявить причины происхождения проблемы и найти способы для ее устранения.

Закон сохранения объема при вентиляции

При моделировании воздухообмена для небольших объемов, которые характерны для частных домов, можно пренебречь такими параметрами воздушной среды как степень сжатия и неравномерная плотность. В этом случае основной физический закон приточно-вытяжной вентиляции можно сформулировать следующим образом: разность объема поступающего и выходящего воздуха за любой период времени равна нулю.

Вытяжную вентиляцию устанавливают в местах наибольшего скопления загрязняющих аэрозолей. Это ванная комната, кухня и служебные помещения. Некоторые вытяжки снабжают вентиляторами для принудительного увеличения объема удаляемого воздуха.

Приточную вентиляцию устанавливают в жилых комнатах для поступления свежего воздуха в места постоянного пребывания людей. Как правило, она принудительного типа с заранее заданными объемами входящего потока. Это необходимо для точного поддержания параметров микроклимата, таких как температура, влажность и кислородный режим.

Перед проектированием системы воздухооборота или внедряя новое вентиляционное оборудование необходимо на основе подобной схемы выполнить расчет и проанализировать возможности приточек и вытяжек пропустить полученные объемы воздуха

Таким образом, чаще всего объемы поступления воздуха в разных местах дома фиксированы, а распределение выходящего воздуха по отверстиям переменно. Если в определенный момент времени часть вытяжной системы пропускает поток больший, чем обеспечивает приточная вентиляция, происходит компенсация недостающего объема через отверстия, предназначенные для выпуска воздуха.

Перед установкой вытяжек необходимо провести несложные арифметические вычисления, которые покажут воздушный баланс при различных комбинациях работы устройств

Чтобы предотвратить такой сценарий необходимо при разработке системы вентиляции выполнить следующий комплекс действий:

• на каждое вытяжное отверстие установить обратный клапан для недопущения через него притока воздуха;
• организовать одно или несколько резервных приточных отверстий естественного типа для компенсации недостающего объема.

Сечение отверстий у резервных приточных устройств нужно рассчитывать таким образом, чтобы они суммарно могли компенсировать максимальный объем недостающего воздуха. Каждое из них необходимо снабдить обратным клапаном, чтобы исключить отток воздуха. Это чревато обледенением и закупоркой приточек зимой.

Неучтенный воздухообмен с улицей

Свою роль в воздушный баланс дома вносит фильтрация – неконтролируемый пропуск воздуха через щели и неплотности. Если это явление интенсивное, то невозможно провести точные расчеты параметров вентиляционной системы.

Кроме того, инфильтрация (фильтрация направленная внутрь) позволяет проникать воздуху в помещение без обработки его пылевыми фильтрами и без нагрева до нужной температуры зимой. Поэтому это явление нужно полностью ликвидировать или сделать его влияние на общий воздухооборот незначительным.

Фильтрацию воздуха через неплотности легко обнаружить зимой с помощью тепловизора. Съемка внутри помещения покажет холодные места инфильтрации, а снаружи – теплые места эксфильтрации

Открытые окна, балконы и мансардные двери создают дополнительный воздухообмен. Заранее надежно просчитать его невозможно, так как скорость и даже вектор потока зависит от множества факторов, прежде всего внешней и внутренней температуры, а также направления и интенсивности ветра. Единственным решением при обнаружении возникновения обратной тяги в воздуховодах может быть установка обратных клапанов.

В холодное время дополнительным вытяжным устройством переменной мощности служит дымоход. По нему горячий воздух с продуктами горения выходит наружу, внося существенный вклад в суммарное значение объема вытяжного потока.

Объем выходящего через дымоход воздуха зависит от мощности котла. Для заводских изделий его легко рассчитать, так как в инструкции есть таблицы, в которых указаны минимальное сечение дымохода и скорость выброса продуктов горения для конкретной модели. Если печь или котел изготовлены самостоятельно, то приблизительное значение объема удаляемого воздуха нужно взять из технической документации аналогичного по параметрам устройства.

В технической документации к котлам может быть указана потребность в объеме потребляемого воздуха. Если такой информации нет, то нужно умножить скорость истечения дымовых газов на сечение дымохода

Если рассматривать дымоход как вытяжной канал, то его спецификой является невозможность установки на нем обратного клапана. Альтернативой может стать интегрированный дымосос, но только в том случае, если его монтаж технически возможен. Тогда отопление можно включать в модель как вытяжку с вентилятором.

К расчету баланса воздуха при наличии дымохода необходимо подойти ответственно. Даже однократный реверс потока способен полностью испортить интерьер помещения. Кроме того, при большом пламени существует риск возникновения пожара, а также возможность отравления людей продуктами горения.

Типовые проблемы при организации воздухообмена

Уменьшение скорости потока относительно расчетной даже в одной приточке или вытяжке ведет к дисбалансу воздухооборота в доме. Это сказывается на работе остальных устройств, в которых происходит компенсационное изменение параметров потока, в том числе может возникнуть реверс. Поэтому необходимо обследовать все места поступления и оттока воздуха и тогда получится выяснить, почему общедомовая вентиляция работает, направляя поток в обратную сторону.

Этот пример наглядно показывает, что даже при установлении зависимости возникновения обратной тяги (в ванной) от какого либо условия (включение кухонной вытяжки), причина может быть иная. Поэтому необходимо проверить всю вентиляцию

Снижение объема поступающего воздуха

Уменьшение скорости воздуха в приточной установке с вентилятором может быть вызвано следующими причинами:

• Потеря мощности двигателя, вибрация вентилятора и другие признаки износа оборудования. Необходимо провести ремонт и устранить выявленные неисправности.
• Сбой в настройке параметров системы. Нужно перенастроить систему или отремонтировать управляющий блок.
• Загрязнение фильтров. Самая распространенная причина снижения мощности приточной вентиляции. Необходима очистка или замена вкладыша.
• Загрязнение вентиляторов. В результате налипания загрязнителей изменяется геометрия лопастей. Тогда при том же количестве оборотов уменьшается напорная характеристика устройства.
• Уменьшение живого сечение канала. Оно может произойти в любом узле приточной системы, через который проходит воздух: труба, рекуператор, калорифер и т.д. Необходимо проводить их регулярную сервисную чистку.
• Частичное или полное закрытие внешней решетки. Фильтрующая решетка может быть забита насекомыми, листвой и другим мусором. Зимой возможно заметание ее снегом. Поэтому нужно периодически проверять ее пропускную способность.

При естественной приточной вентиляции частой причиной, приводящей к недостаточному притоку, а иногда и возникновению обратной тяги, является эффект разряженного воздуха с уличной стороны. Такое явление может возникнуть с подветренной стороны здания. Его можно устранить, использую специальные ограждения возле воздухозаборного отверстия.

Для предотвращения создания зоны разряжения возле приточного отверстия нужно поставить небольшой забор. Однако зимой придется чаще убирать снег

Неисправности вытяжки и их устранение

Причины плохой работы вытяжки принудительного типа такие же, как и у приточного устройства. Но чаще всего проблема возникает не из-за загрязнения фильтров (которые не всегда устанавливают на вытяжку), а вследствие сужения живого сечения вентиляционного канала.

В отличие от свежего воздуха, удаляемый поток несет влагу, пары, мелкие капли жира, которые прилипают к стенкам вентиляционного канала. Со временем на внутренней стороне образуются наросты, создающие аэродинамическое сопротивление, что приводит к уменьшению объема выходящего воздуха. При этом само вытяжное устройство может работать исправно.

В частных домах вентиляционный канал проектируют так, чтобы можно было без особых усилий провести его визуальный осмотр. Это необходимо делать 2-3 раза в год и при обнаружении образовавшихся сужений прочищать их самостоятельно или с помощью работников организаций, предоставляющих такие услуги.

Существуют правила расположения труб вытяжной системы на крыше. Если их игнорировать, то в зависимости от погодных условий может возникнуть ветровой подпор, который приводит к замедлению скорости вентиляции или даже опрокидыванию тяги. Индикатором, указывающим именно на эту причину, являются переменные, а не постоянные проблемы с воздухооборотом.

Положение дымовых труб относительно элементов крыши регламентировано п. 6.6.12 СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Оно прописано в этом документе на основании расчетов ветрового подпора, поэтому его можно применять и для труб вентиляции.

Правила расположения труб на крыше достаточно просты, поэтому можно выводить вентиляцию через кровлю практически в любой точке. Необходимо будет только соблюсти нужную высоту

Часто возникает ситуация, когда при постройке дома все нормы по размещению вентиляционных выходов были соблюдены, но в дальнейшем произошло изменение ландшафта, приведшее к образованию зон ветрового подпора:

• модификация геометрии крыши (в том числе установка спутниковой антенны);
• постройка в непосредственной близости высокого строения;
• выросшее вблизи дерево.

В этом случае можно перенести выход вентиляционного канала в другое место, увеличить высоту трубы или постараться удалить причину, создающую зону ветрового подпора.

Также нужно проверить качество работы дефлектора. Если он имеет механические повреждения или в результате плохого крепления изменил свое положение относительно трубы, то это также может быть причиной возникновения проблем. Значительно увеличить тягу можно заменив обыкновенный дефлектор на ротационный.

Реверс в системе воздуховодов

В частных домах получила распространение система воздуховодов, соединяющая несколько вытяжных отверстий с одной вентиляционной шахтой. Некоторые точки могут быть снабжены устройствами принудительного забора воздуха, такими как кухонная вытяжка или канальный вентилятор.

Возникновение обратной тяги в одной из ветвей воздуховода может быть вызвано не только описанными выше проблемами с общей вытяжкой, но и перераспределением вектора потока внутри системы вентиляционных каналов.

Работа мощных вытяжек создает высокоскоростной поток и повышает давление в воздуховоде. Поэтому воздух устремляется ко всем открытым вентиляционным отверстиям

Для предотвращения такого сценария применяют установку обратных клапанов для каждой из ветвей воздуховода. Эти устройства пропускают поток в одном направлении и закрывают сечение канала при его реверсе.

Как правило, при монтаже воздуховода специалисты устанавливают обратные клапаны. Его может не быть в случае дополнительной врезке ветвей, если монтаж был произведен позднее. В этом случае надо установить такое устройство. Сделать это можно самостоятельно без перестройки всей системы воздуховодов. Для этого необходимо:

1. приобрести клапан подходящих размеров;
2. разобрать систему воздуховодов в том месте, куда он будет установлен;
3. отрезать часть прямоугольного канала или гибкой трубы размером с длину клапана;
4. собрать систему с клапаном;
5. проверить ее герметичность.

Если обратный клапан установлен, но происходит возникновение обратной тяги, то это значит, что устройство неисправно.

Причин может быть несколько:

• возникновение щели в мембране, створке или оболочке клапана;
• износ движущих частей, в результате чего не происходит закрытие створки или мембраны;
• попадание плотного мусора (например, куска бумаги или крупного жука), который мешает полному закрытию устройства.

В любом случае, необходимо разобрать часть воздуховода и снять клапан. При невозможности его ремонта следует приобрести устройство таких же размеров и собрать воздуховод заново.

Выводы и полезное видео по теме

Как сделать приточную вентиляцию для предотвращения обратной тяги в вытяжках:

Правильная работа вытяжной и, особенно, приточной вентиляции является залогом отсутствия обратной тяги. Для этого необходимо периодически проводить осмотр устройств и проводить для них замеры скорости потока.