Ilmanvaihtojärjestelmä on kytkettyjen laitteiden mekaaninen rakenne, joka ohjaa ilmavirtaa suljetuissa tiloissa, yleensä kodeissa ja toimistoissa. Sen päätehtävänä on tuoda jatkuvasti raitista ilmaa, yleensä ulkopuolelta, ja kanavoida vanhentunutta ilmaa takaisin. Puhaltimet ja pumput ovat yleisiä osia näissä järjestelmissä, samoin kuin tuuletusritilät ja ilmavirtaustunnelit; useimmissa tapauksissa tärkeimmät työosat on kuitenkin rakennettu rakenteiden seinien ja kanavien sisään. Tilaa käyttävät ihmiset eivät yleensä näe mitään työkappaleita.
Jotkut yksinkertaisimmista järjestelmistä tunnetaan nimellä “luonnollinen ilmanvaihto”, mikä yleensä tarkoittaa sitä, että ne saavat ilmavirtansa ulos aukeavien tuuletusaukkojen tai ulkopuolelta avautuvien ikkunoiden kautta. Mekaaniset järjestelmät ovat yleensä suosittuja ainakin teollisuudessa; nämä riippuvat vähemmän ilmakehän olosuhteista ja niitä voidaan säätää tiukemmin. Vaikka hallittu ilmavirta on yleensä ensisijainen tavoite, mekaanisilla järjestelmillä on usein myös kyky säätää muita asioita, kuten lämpötilaa, suhteellista kosteutta ja happitasoja. Paljon riippuu asetuksesta ja omistajan erityistarpeista.
Järjestelmän perusteet
Ilmanvaihdon pääidea on mahdollistaa jatkuva ilman syöttö jonkinlaiseen suljettuun tilaan. Raitis ilma on tärkeä terveydelle ja voi estää esimerkiksi homeen ja bakteerien kasvun sekä estää tautien leviämisen. Se voi auttaa torjumaan myös pölyä, mikä voi johtaa puhtaampiin asuin- ja työympäristöihin. Yhden hengen huoneita voidaan joskus tuulettaa avaamalla ikkuna tai ovi, mutta tämä lähestymistapa ei yleensä ole yhtä onnistunut suurille rakenteille, erityisesti sellaisille, kuten toimistorakennuksille, joissa ei aina ole paljon esteettömiä ikkunoita, mutta joissa on monia sisäkäytäviä.
Ilmanvaihto toimii usein lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmien yhteydessä, mutta ei aina. Ne eivät myöskään rajoitu rakennuksiin. Autoissa, lentokoneissa ja laivoissa on myös usein ilmanvaihtokanavia ja järjestelmiä, jotka auttavat hallitsemaan ilmanlaatua ja kiertoa.
Luonnolliset järjestelmät
Useimmissa tapauksissa ilmanvaihtojärjestelmät luokitellaan kahdella laajalla tavalla: ne ovat joko luonnollisia tai mekaanisia. Luonnollinen ilmanvaihto perustuu ilmakehän olosuhteisiin, kun taas mekaaninen järjestelmä on ihmisen tekemä laite, joka auttaa suodattamaan ja kiertämään ilmaa. Yleisin luonnollinen järjestelmä muodostuu katon ulostulosta ja rakennuksen alaosan aukoista. Tämä mahdollistaa ilman nousun ja poistumisen katon läpi ja uuden ilman pääsyn alhaalta, mikä takaa jatkuvan kierron. Se riippuu kuitenkin hieman tuulesta ja ulkokosteudesta toimiakseen kunnolla, eikä se sovellu kaikkiin ilmastoihin.
Mekaaniset vaihtoehdot
Mekaaniset järjestelmät vetävät aktiivisesti raitista ilmaa sisään ja työntävät vanhaa ilmaa ulos. Niillä voi olla muita ominaisuuksia, mukaan lukien lämmitys ja jäähdytys, ja ne vaativat tyypillisesti jonkinlaista energiaa toimiakseen. Yksi yleinen mekaanisen ilmanvaihdon muoto on koteissa ja muissa rakennuksissa käytettävät lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointilaitteet.
Lisäasetukset
Jotkut monimutkaisimmista mekaanisista järjestelmistä tunnetaan teollisuudessa ”kehittyneinä”, ja ne ansaitsevat yleensä tämän terminologian, koska he pystyvät tekemään paljon. Ne on kalibroitu huolellisesti ilmanlaadun hallitsemiseksi ja hiukkasten määrän säätämiseksi, yleensä turvatoimenpiteenä. Kanavien ja tuuletusaukkojen eri kohdissa olevat anturit mittaavat läpi virtaavan ilman laatua ja lähettävät sitten signaaleja tietokoneille tai muille viestintälaitteille, jotta omistajat tietävät tarkat lukemat. Ne on joskus suunniteltu hälytysten laukaisemiseen tai järjestelmien sammuttamiseen myös tiettyjen lukemien läsnä ollessa. Tällaisia järjestelmiä vaaditaan joskus laissa, erityisesti kaivostoiminnassa, vedenalaisissa olosuhteissa, kuten sukellusveneissä, ja monissa tuotantolaitoksissa ja laboratorioissa.
Näillä ja muilla aloilla toimivien toimijoiden on ehkä noudatettava paikallisia tai kansallisia ilmanlaatuohjeita, ja ne yleensä vaikuttavat ilmanvaihdon valintaan. Osa valinnoista voi myös riippua tietyn laitoksen maantieteellisestä sijainnista. Tällaisten asetusten ilmanvaihtojärjestelmien päätarkoitus on suodattaa haitallisia aineita ilmasta, tarjota jatkuvasti happea ja ylläpitää terveellistä ilmapiiriä.
Muut muunnelmat
Ilmanvaihtojärjestelmää voidaan käyttää yhdessä muiden laitteiden kanssa haluttujen lämpötilojen saavuttamiseksi ja ilmankierron maksimoimiseksi. Ei ole harvinaista, että suuret rakennukset ja varastot varustetaan tuulettimilla, jotka auttavat tuomaan raitista ilmaa sisään ja työntämään vanhan ulos. Nämä tuulettimet voidaan sijoittaa eri tuuletusaukkoihin koko rakennuksessa tai katolle. Järjestelmää, jossa on poistoilmapuhallin, käytetään usein rakennuksissa, jotka tuottavat huomattavia määriä lämpöä tai poistavat savua sisältävää ilmaa.