Приточный вентиляционный клапан нового поколения АЭРОМИК-02s

В разделе “Как обеспечить комфортную вентиляцию в современной квартире” были изложены принципы построения приточного устройства для комфортной вентиляции. Теперь о реализации этих принципов в конструкции. Но сначала небольшое примечание:

В вентиляционном жаргоне любые устройства для подачи свежего воздуха почему-то принято называть приточными клапанами. Мы не стали перечить этому технически неверному, но привычному для большинства определению в названии нашего изделия. Но  далее в тексте будем называть Аэромик прибором, чтобы не путать изделие в целом с собственно с клапаном, входящим в его состав.

Как устроен и работает вентиляционный прибор Аэромик.

Вентиляционный прибор Аэромик состоит из двух основных функционально связанных частей: регулируемого приточного клапана–термостата с электроприводом и рециркуляционного вентилятора.
Вентилятор. В основном, зимнем режиме работы он обеспечивает только рециркуляцию комнатного воздуха.  Он забирает комнатный воздух вдоль стены и выбрасывает его в глубину помещения. В зону всасывания вентилятора подается и свежий воздух, поступающий с улицы через канал в стене. Причем поток свежего воздуха инициируется почти исключительно действием вытяжной вентиляции, именно она создает тягу, перепад давления между улицей и помещением. Вентилятор в этом практически не участвует. Было бы ошибочно считать его приточным. 
На пути потока воздуха, нагнетаемого вентилятором, практически отсутствуют препятствия. Ему не нужно преодолевать сопротивление каналов, фильтров, нагревателей, как в приточных установках, или теплообменников, как в рекуперативных устройствах. Это позволяет использовать  осевой низконапорный вентилятор и обеспечить высокую производительность при минимальном шуме. Для полного гашения шума вентилятор установлен в мягком ложементе, он не имеет механического контакта с корпусными деталями прибора. Практически полная бесшумность работы - это одно из главных отличий прибора Аэромик от бризеров, рекуператоров и многих других механических (имеющих вентилятор) устройств вентиляции квартиры.
Скорость вращения вентилятора регулируется в широких пределах, она задается потребителем. Чем выше выбранная скорость, тем больше комнатного воздуха прокачивает вентилятор, тем больше свежего воздуха может быть подогрето, тем больше его и поступит в помещение.  

Клапан. Это второй элемент прибора. Он расположен со стороны всасывания вентилятора и отделяет пространство помещения от воздуховода и улицы. Элементы клапана: поворотный шибер и седло утеплены. Клапан приводится в действие шаговым двигателем, который с большой точностью перемещает шибер в любое заданное положение. Команду двигателю на перемещение выдает датчик температуры, который установлен на выходе из вентилятора, там где поток комнатного и свежего воздуха уже перемешаны.
Допустимая температура смешения задается потребителем. Диапазон возможного выбора допустимой температуры расположен несколько ниже текущей комнатной. Это обосновано, прежде всего, принципом работы прибора. Подогрев входящего воздуха смешением возможен только, когда греющая среда теплее желаемой заданной температуры. Но немаловажны и физиологические факторы. Опыт исследований и работы с рекуператорами подсказывает, что у большинства потребителей понятие “свежий воздух” ассоциирует с понятием прохладный. При подогреве до или выше комнатной температуры субъективное ощущение свежести терялось.
При этом даже при относительно низких температурах +12...+15 С большинство потребителей готовы оставлять форточки открытыми. В приборе Аэромик температура приточной струи ниже комнатной температуры всего на 1...2 С.
Если температура смеси при работе превышает заданную, то клапан открывается, увеличивая доступ свежего воздуха. Если температура ниже заданной, то клапан прикрывается. Точное автоматическое поддержание постоянства температуры нагнетаемого в помещение воздуха без использования электрического нагрева
является второй особенностью, отличающей Аэромик от других выпускаемых устройств подобного назначения.  
Температура смеси зависит от многих факторов. Она, например, учитывает текущие значения температуры на улице и в помещении.
При снижении температуры в помещении понизится температура циркулирующего через прибор потока комнатного воздуха, упадет температура смеси и клапан прикроется, уменьшив долю холодного уличного воздуха.  При повышении – напротив. Таким образом, прибор адаптирует приток к возможностям квартирной системой отопления.  
Аналогичным образом при снижении уличной температуры, при сильном набегающем ветре тепла циркулирующего комнатного воздуха не хватит для нагрева, и клапан также прикроется. То есть в этом случае прибор адаптирует приток к текущим наружным условиям.   
На уменьшение тяги вытяжки, снизившей приток, клапан отреагирует открыванием, а в морозы, когда тяга возрастает, клапан приток уменьшит. То есть прибор адаптирует величину притока к характеристикам вытяжной системы.    

Таким образом, прибор простейшим способом связывает и гармонизирует совместную работу существующих независимых систем квартиры, делает то, что обычно поручают сложным системам “умного дома”. При этом в отличие от обычных приточных устройств прибор не поддерживает заданную величину притока, а адаптирует ее к текущим условиям работы, подавая максимально возможное в этих условиях количество свежего воздуха без нарушения комфорта. А алгоритм адаптации весьма близок к действиям потребителя, использующего ручное управление вентиляцией.

Управляет работой клапана и вентилятора встроенный в прибор контроллер. Он имеет светодиодную индикацию и ручку переключения режимов работы. В него встроен блютуз-модуль и приемник ИК-сигналов пульта дистанционного упраления. 

Все элементы прибора Аэромик размещены в общем корпусе. Обращенное к стене основание корпуса имеет мяккий уплотнитель/теплоизолятор. Он обеспечивает полную герметичность стыка и способен компенсировать небольшие неровности стены. Крепится прибор к стене 4-мя винтами. Клапанная часть прибора и фильтр свежего воздуха размещаются при этом в стеновом канале. Лицевая сторона корпуса имеет элементы для магнитной фиксации легкосъемного декоративного колпака. Конструкция корпуса обеспечивает простой доступ к фильтру и дефлектору.
Корпус имеет подвижный дефлектор, необходимый для перевода прибора в летний режим механического притока. В теплое время года, когда отопление отключено, а тяги вытяжной вентиляции практически нет, работа прибора на смешение становится бессмысленной. Перевод осуществляется простым перемещением дефлектора до упора в сторону стены. Это, как показано на рисунке, перекрывает поступление  комнатного воздуха на всасывание. Вся мощность вентилятора при этом обращена на осуществление притока свежего воздуха. Клапан при этом в силу температуры воздуха, омывающего датчик-термометр, полностью открыт. Ввозврат в режим адаптивной вентиляции осуществляется перемещением дефлектора до упора от стены.

Фильтр. Фильтр класса G3 устанавливается в стеновой воздуховод и служит для очистки от пыли уличного воздуха. Благодаря простоте монтажа прибора замена или очистка фильтра не вызывает никаких трудностей у потребителя. 

Блок питания.  Прибор Аэромик питается безопасным постоянным напряжением 12 В. Блок питания стандартный, размещен в корпусе вилки 220 В.  

Управление прибором Аэромик и режимы его работы.

Для управления прибором Аэромик предусмотрены три возможности: переключатель на  корпусе прибора, блютуз канал для смартфона и инфракрасный пульт дистанционного управления (ПДУ).
Переключатель на корпусе имеет вспомогательное значение. Прибор, как правило, устанавливается достаточно высоко и манипулировать переключателем может быть затруднительно.
ПДУ и смартфон дают схожие возможности управления, они равноценны. Однако на экран смартфона выводится дополнительная информация о работе прибора, рекомендации по выботу режимов. Поэтому мы рекомендум смартфон, как основное средство управления.      

Управление работой прибора Аэромик заключается в выборе режимов и параметров его работы. 
Прибор может находиться в пассивном состоянии. При этом вентилятор выключен, клапан геометично закрыт. Такой режим рекомендуется при длительном отсутствии в помещении.
Режим естественного притока. Вентилятор при этом выключен, кланан открыт. Поступление свежего воздуха инициируется работой вытяжной вентиляции. Количество поступающего свежего воздуха может быть отрегулировано степенью открывания клапана. Предусмотрены 4 фиксированных положения клапана: 25% сечения открыто, 50%, 75% и полностью открытый клапан. По сути дела прибор в этом режиме эквивалентен обычной форточке, но оснащенной фильтром и гасителем уличного шума, или клапану КИВ125, КВП125. Такой режим рекомендуется при недлительном отсутствии, при умеренно низких наружных температурах, отсутствии ветра итд.   

Режим адаптивной вентиляции – основной режим, это приток с рециркуляцией комнатного воздуха. В этом режиме вентилятор включен, приток свежего воздуха инициируется, в основном, вытяжной вентиляцией, клапан регулирует величину притока, поддерживая температуру смешения в струе. В этом режиме выбору подлежит скорость вращения вентилятора и допустимая температура смешения. 

Выбор скорости вентилятора осуществляется, как правило, исходя из идивидуально приемлемой шумовой картины. При этом чем больше выбранная скорость вентилятора, тем больше свежего воздуха при прочих равных  условиях поступит в помещение. Используемый в приборе вентилятор генерирует очень низкий уровень шума. Даже при максимальных оборотах он не превышает шум достаточно тихого офиса. И уж совсем не сравним с проникающим в помещение даже при щелевом провертивании уличным шумом. Ночью, когда потребность в свежем воздухе снижается скорость тоже может быть снижена.
Выбор допустимой относительной температуры смешения производится также по субъективным ощущениям. При этом ориентироваться нужно не на температуру потока непосредственно на выходе из прибора, а на температуру струи на расстоянии 0.5 – 1 м от него. Выходящая струя вовлекает в процесс смешения дополнительные массы комнатного воздуха, быстро догревающие ее практически до комнатной температуры. При этом чем ниже заданная допустимая температура смеси, тем больше свежего воздуха поступит. Для вентиляции ночью рекомендуется выбирать более низкие значения температуры. Это, во-первых, соответствует физиологическим нормам для сна, а, во-вторых, компенсирует ночное снижение скорости вентилятора.
Выбранные сочетания скорости и температуры для дня и ночи могут быть запомнены и в дальнейшем вызываться одним нажатием соответствующей кнопки ПДУ, смартфона или переключателем контроллера. При этом подкорректировать текущие или внесенные в память значения можно в любой момент. 

В теплое время года прибор может быть переведен в режим механической приточной вентиляции. В данной модификации это осуществляется вручную. Для перевода прибора необходимо снять декоративный колпак и передвинуть дефлектор до упора к стене. Дефлектор перекрывает путь рециркуляционному потоку. И вентилятор начинает всасывать исключительно свежий воздух, по крайней мере частично компенсируя не работающую вытяжку. Клапан при этом всегла полностью открыт. А возможность выбора скорости вентилятора сохраняется. 

Технические характеристики прибора Аэромик

Основные технические характеристики приточного вентиляционного прибора Аэромик-02s приведены в таблице. В примечаних к ней даны пояснения о методиках испытаний прибора.

Таблица 1

Принцип адаптации величины притока к изменяющейся наружной температуре приведен на следующем графике. Он построен на базе расчетных данных, полученных для трех режимов работы вентилятора, выбранных потребителем, исходя из допустимого шума. 47 дБА – шум на максимальной скорости вентилятора. Он не превышает уровня шума в тихом офисе, читальном зале. 40 дБА – это допустимый шум в квартире в дневное время, характеризующий звуковой комфорт, 30 дБА – допустимый ночной шум.  Для простоты расчет выполнен из предположения, что отопительная система помещения способна подогреть приточный воздух.
График показывает, что чем быстрее вращается вентилятор, тем больше теплого комнатного воздуха подается на смешние, тем больше прибор способен подмешать к нему приточного воздуха. Чем выше наружная температура, тем больше свежего воздуха.  
Реально это правило действует до тех пор, пока отопительный прибор в помещении выдает достаточно тепла для подогрева. Если отопление рассчитано для 20 м2, то при достижении значением притока величины примерно 60 м3/час прибор прекратит умеличение притока, вне зависимости от наружной температуры приток будет оставаться 60 м3/час, то есть санитарной нормой.   

Следует отметить еще раз, что принцип адаптации, положенный в основу конструкции прибора не гарантирует подачу санитарной нормы свежего воздуха в абсолютно любых условиях. Для этого нужно было установить бы мощный и шумный вентилятор, инициировать недопустимо большую подвижность воздуха (ветер).

Но действия адаптивного прибора следуют не логике СНиПов, концентрирующих вентиляционный опыт последних десятилетий, а опираются на многовековой опыт человека. Он автоматически полностью повторяет действия человека: уменьшает приток при экстремальных, но, как правило, кратковременных холодах, обеспечивает комфортный воздухообмен всю остальную зиму. 
В конце концов, для любителей экстремальной свежести прибор предоставляет возможность подобрать оптимальную скорость и пониженную температуру смешения.    

Важно, что задаваемая потребителем для работы клапана допустимая температура, определяет степень нагрева воздуха только в процессе смешения в вентиляторе. Это та температура, которую имеет выходящий поток непосредственно на выходе из прибора. Эту температуру потребитель может ощутить только приложив руку, щеку к самому прибору. 
Но выходяций поток воздуха – это факел, на границах которого происходит вторичное смешение уже подогретого в приборе с комнатным. В процесс вовлекаются дополнительные массы теплого воздуха. И это приводит к быстрому нагреву приточной струи практически до комнатной температуры. На диаграмме приведены результаты исследования этого процесса. 

Данные получены для наружной температуры -24...-25 С. Прибору была задана наинизшая допустимая температура смеси 0 С (прибор не позволяет задать более низкую температуру во избежание появления наледи на декоративном колпаке). Комнатная температура в процессе исследований была 20.5...20.8 С. Скорость вентилятора - максимальная. 
В этих условиях клапан обеспечивал заданную температуру балансируя на уровне открывания 34...36% . 
Замеры температур проводились в трех сечениях струи: непосредственно у прибора, на расстоянии 0.5 и 1 метр от прибора с шагом замеров  от ее оси струи в10 см.

Как видно из диаграммы уже на расстоянии 0.5 м максимальное отклонение температуры ядра потока от комнатной не превышает 3 градусой, а на расстоянии 1 м оно менее 2 градусов. Средняя же температура потока отличается от комнатной менее чем на 1 градус. Небольшое смещение вниз от геометрической оси потока зоны самых низких его температур по мере удаления от прибора характеризует известное “падение” приточной струи. Но в силу хорошего подогрева это падение показывает лишь характер вторжения свежего воздуха в зону обслуживания. Ту зону, к которой человек в основном пребывает.       

Габариты прибора Аэромик

Монтаж прибора Аэромик

Прибор Аэромик изначально проектировался как универсальное устройство, пригодное для установки и осуществления притока в любых отапливаемых помещениях, оснащенных вытяжной вентиляцией. Однако наиболее он приспособлен для установки вместо широко применяемых приточных клапанов КИВ125 и КВП125.  Каналы для таких клапанов достаточно часто выполняются в стеновых конструкциях уже при строительстве. 

Выбор места для установки прибора.
Прибор Аэромик рекомендуется устанавливать на наружной стене помещения, на высоте примерно 2 м или выше. Лучше выбрать место вблизи окна, под которым установлен отопительный прибор. 
Для установки прибора в стене необходимо выполнить канал диаметром 132 мм и установить в него пластиковую трубу с внутренним диаметром 125 мм. Технология выполнения этих операций не отличается от технологии монтажа клапанов КИВ125. Вот как монтирует КИВ125 монтажная служба одной из новосибирских фирм.

Вентилятор Аэромик-02s (рисунок 1) всасывает теплый комнатный воздух поднимающийся от отопительного прибора и скапливающийся в припотолочном пространстве. Свежий воздух попадает в зону всасывания вентилятора в основном за счет перепада давлений, создаваемого естественной или механической вытяжной вентиляцией подсобных помещений. Вентилятор выполняет функции интенсивного рециркулятора и смесителя комнатного и свежего воздуха. Клапан Аэромик-02s с системой термостатирования дозирует подачу свежего холодного воздуха так, чтобы температура смеси не понижалась ниже заданной потребителем. (рисунок 2)

В любые холода температура воздуха на выходе из вентилятора соответствует температуре теплого осеннего дня. А на расстоянии 0.5 - 1 м от прибора температура практически не отличается от комнатной (рисунок 3).

 

В теплое время года Аэромик-02s переводится в приточный режим без рециркуляции, компенсируя снижение тяги вытяжных систем. Количество свежего воздуха, поступающего в помещение через Аэромик-02s, зависит от выбранного потребителем режима работы (скорости вращения вентилятора).

Поскольку приток определяется положением клапана Аэромик-02s, возрастание тяги с в морозы не сопровождается ростом притока. Напротив, с понижением наружной температуры количество свежего воздуха уменьшается, но даже при экстремально низких температурах, когда обычное проветривание практически исключено, остается на приемлемом уровне.

В теплые зимы, при неправильно спроектированной вытяжной вентиляции или в домах низкой этажности тяга может быть недостаточной. При этом клапан полностью открывается, а приток свежего воздуха определяется исключительно возможностями вытяжки. В таких случаях установка в подсобных помещениях настенных вытяжных вентиляторов вместо решеток исправляет ситуацию. Дополнительная тяга увеличивает приток без увеличения вентиляционного шума в жилых помещениях (рисунок 4).

Приточный вентиляционный клапан нового поколения АЭРОМИК-02s

• Аэромик-02s проветривает помещение без его переохлаждения и сквозняков, исключает появление конденсата на окнах, плесени.
• Аэромик-02s обеспечивает подачу в помещение свежего воздуха, количество которого автоматически регулируется в зависимости от наружной и комнатной температуры, ветра и тяги вытяжной вентиляции.
• При любых морозах температура подаваемого в помещение воздуха постоянна и мало отличается от комнатной.
• Аэромик-02s потребляет электроэнергии не больше, чем светодиодная лампочка.
• Аэромик-02s сконструирован для работы совместно с традиционными системами отопления и вытяжной вентиляции квартиры.
• Аэромик-02s без сложных монтажных работ может быть установлен вместо клапанов КИВ125, квп125 и т.п. и сделать вентиляцию квартиры комфортной и практически бесплатной.
• Аэромик-02s использует как ручное управление на самом приборе, так и дистанционное со смартфона, через Bluetooth.

Читать больше