что такое располагаемое давление в вентиляции
Расчет вентиляции
Расчёт вентиляции
Вентиляция служит для поддержания достаточного количества свежего чистого воздуха в помещении и для удаления отработанного загрязненного воздуха из помещения. Кроме того, вентиляция обеспечивает движение воздуха в помещении, что способствует устранению лишней влаги, сырости, застойного воздуха и накопившихся запахов. Для того, чтобы подобрать все необходимые комплектующие, требуется произвести расчёт системы вентиляции.
Расчёт приточной вентиляции
Расчёт приточной вентиляции выполняется для каждого из помещений в отдельности. Алгоритм расчёта зависит от назначения помещения. Так, для офисных помещений, фойе и переговорных будут применены различные зависимости.
В первую очередь, выполняя расчёт приточной вентиляции, следует обратиться к нормативным документам — сводам правил (СП) для рассматриваемого типа объекта:
Для других типов объектов в нормах может быть указана не кратность воздухообмена, а расход воздуха, приходящийся на одного человека. Так, согласно таблице 7.3 СП 118.13330.2012 в зрительных залах кинотеатров расход воздуха на одного зрителя должен быть не менее 20 м 3 /ч. В этом случае расчёт приточной вентиляции будет заключаться в подсчёте числа зрителей и умножении полученного значения на 20 м 3 /ч. Для зрительного зала вместимостью 300 человек получим: 300·20 = 6000 м 3 /ч.
Расчёт вытяжной вентиляции
Расчёт вытяжной вентиляции также ведётся с учетом требований сводов правил, список которых приведён выше. Например, однократный воздухообмен в магазине будет означать, что производительность вытяжной системы также должна составлять 1 объём помещения в час (150 м 3 /ч для рассмотренного магазина).
Однако при расчёте вытяжной вентиляции есть одна особенность. В «чистых» помещениях (офисы, кабинеты, переговорные, жилые комнаты и другие помещения с постоянным пребыванием человека) рекомендуется, чтобы расход вытяжного воздуха был на
10-30 % меньше расхода приточного воздуха. Это делается для того, чтобы «лишний» воздух уходил в смежные помещения — в коридоры и технические помещения. Тем самым обеспечивается защита от перетекания запахов из смежных помещений и жилые и офисные зоны.
Кроме того, на любом объекте есть помещения, где предусматривается только вытяжка — санузлы, душевые, технические помещения, гардеробы и другие. Как правило, нормы предписывают устраивать для них отдельные вытяжные системы. При этом расчёт вытяжных систем ведётся исходя из следующих цифр:
Расчёт приточно-вытяжной вентиляции сводится к расчёту приточной и вытяжной систем вентиляции по отдельности. Далее, функцию двух систем может выполнять один агрегат — приточно-вытяжная установка.
Приточно-вытяжные установки обычно применяют для общеобменных систем вентиляции. Учитывая преобладание притока над вытяжкой, о котором говорилось выше, в таких установках расход приточного воздуха больше, чем вытяжного. Кроме того, аэродинамическое сопротивление приточной системы всегда выше, чем вытяжной ввиду наличия секций фильтрации, нагрева, а иногда и охлаждения. Поэтому вытяжные вентиляторы, как правило, предусматриваются меньшей мощности, нежели приточные.
Наконец, выполняя расчёт приточно-вытяжной вентиляции, можно сэкономить, предусмотрев рекуператор тепла. Это устройство, которое передаёт тепло от вытяжного воздуха приточному. В зимнее время рекуператор способен достаточно сильно прогреть приточный воздух за счёт вытяжного и, как следствие, существенно снизить мощность нагревателя.
Например, в приточной системе вентиляции требуется нагреть 1000 м 3 /ч воздуха с ‑26°С до +20°С. Мощность нагревателя составит 0,335·1000·(20-(-26)) = 15,3 кВт.
Предположим, в рекуператоре удалось нагреть приточный воздух до температуры +7°С. Тогда нагревателю останется лишь догреть его до искомых +20°С. Мощность такого нагревателя составит 0,335·1000·(20-7)=4,3 кВт. Таким образом, применение рекуператора позволило понизить энергозатраты системы на 11 кВт или на 72%.
Расчёт естественной вентиляции
Суть естественной вентиляции — обеспечение естественного воздухообмена в помещении. Приточная естественная вентиляция обычно представляет собой открытые окна. Естественная вытяжная вентиляция — это шахта, которая поднимается на определенную высоту. Чем выше — тем сильнее тяга, и тем интенсивнее будет работать естественная вентиляция в целом.
Естественная вентиляция. 1 — вытяжная решетка, 2 — открытое окно, 3 — вытяжная шахта.
Расчёт естественной вентиляции позволяет определить сечение вытяжной шахты и, при необходимости, высоту подъёма этой шахты. В ходе расчёта определяется располагаемое гравитационное давление (тяга), подбирается сечение, рассчитываются аэродинамические потери и проверяется условие, чтобы потери не превышали тягу.
Располагаемое гравитационное давление определяется по формуле:
где g — ускорение свободного падения (g=9,81 м/с 2 ); h — высота шахты (м); ρН — плотность наружного воздуха (принимается для +5°С равной 1,27 кг/м 3 ); ρВ — плотность внутреннего воздуха (принимается для +18°С равной 1,21 кг/м 3 ).
Площадь сечения шахты рассчитывается исходя требуемого расхода и скорости воздуха. Скорость воздуха задаётся самостоятельно, рекомендуется принимать не более 1,5 м/с, желательно — 1 м/с.
где L — расход воздуха (м 3 /ч), v — скорость воздуха (м/с).
По полученной площади сечения шахты определяется длина А и ширина В сечения (так, чтобы A·B ≈S) для прямоугольных шахт или диаметр круглых шахт (D=корень(4·S/p)).
Далее определяется аэродинамическое сопротивление шахты ΔРШ, включая сопротивление вытяжной решетки в помещении и дефлектора на улице. Оно должно быть как минимум на 10% меньше располагаемого гравитационного давления ΔРГ:
Если это условие не выполняется, следует принять меньшую скорость движения воздуха в шахте (это позволит снизить ΔРШ) или увеличить высоту шахты (это позволит увеличить ΔРГ).
Расчёт воздуховодов вентиляции
Расчёт воздуховодов вентиляции сводится к определению сечения воздуховодов — сторон прямоугольных воздуховодов или диаметра круглых. Расчёт сечения вентиляции ведётся по формуле:
где L — расход воздуха (м 3 /ч), v — скорость воздуха (м/с). Скорость воздуха в системах принудительной вентиляции принимается:
Для круглых воздуховодов выполняется расчёт диаметра вентиляции D: D=корень(4·S/p).
Далее принимается ближайший больший диаметр воздуховода из ряда стандартных диаметров: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 650, 800, 1000 миллиметров.
Например, для той же площади сечения S = 0,07 м 2 получим D ≈ 300 мм. Ближайший больший круглый воздуховод имеет диаметр 315 миллиметров — именно его и следует принять.
Пример расчёта вентиляции
В качестве примера рассмотрим небольшой офис компании, включающий ресепшен (2 рабочих места) и три кабинета (4, 6 и 8 рабочих мест и по 2 места для посетителей в каждом из них). Напомним, что на каждое постоянное рабочее место требуется 60 м 3 /ч, на каждого посетителя — 20 м 3 /ч. Расход приточного воздуха для такого объекта составит:
Среди прямоугольных воздуховодов можно предложить, например, 400×250 мм — именно такого типоразмера далее следует подбирать вентилятор, шумоглушители, воздухонагреватель, фильтр и другие элементы приточной системы вентиляции.
Кстати, рассчитаем мощность воздухонагревателя для данной системы (нагрев с −26°С до +18°С):
Расчёт вентиляции следует выполнять в соответствии с требованиями Сводов Правил и иных нормативных документов РФ. В ходе расчёта определяется производительность систем, сечение воздуховодов, подбираются все элементы, входящие в состав той или иной системы.
Расчет потери напора воздуха в системе вентиляции
У нас вы можете заказать пластиковые воздуховоды, вентиляторы, гальванические фильтра ФВГ, скрубберы, гальванические ванны, зонты, борт отсосы, емкости, реактора и диссольверы для ЛКМ разработки и производства компании Plast-Product оптом и в розницу, типовые и по вашим чертежам, под ваши задачи. Материал изготовления: полиэтилен PE, полипропилен PP (блоксоплимер), PPs EL антистатичный негорючий полипропилен, PPs негорючий полипропилен PVC ПВХ материал высокой химической стойкости, нержавеющая сталь. Ознакомьтесь с каталогом всей нашей продукции. Ассортимент продукции компании Plast-Product довольно велик.
Виды производимой продукции
Воздуховоды хим стойкие
В разделе представлены круглые и прямоугольные модели, а также услуги по проектированию и монтажу пластиковых воздуховодов. Специалисты и менеджеры помогут подобрать и рассчитают цену любой интересующей вас продукции. Воздуховоды применяются на промышленных и бытовых объектах, не проводят электричество, устойчивы к коррозии и отличаются эстетичным видом. Обеспечивают бесшумную подачу свежего воздуха.
Промышленные вентиляторы хим стойкие
Промышленные химически стойкие вентиляторы Plast-Product – предназначенные для гальванических цехов и производственных помещений с агрессивными испарениями. Производятся из хим стойких пластиков Полипропилен ПНД, ПВХ и ПВДФ. Материал и характеристики подбираются в зависимости от задач заказчика.
Фильтры хим стойкие (ФВГ, Нутч-фильтры)
Производим на заказ различные виды фильтров: волокнистые, нутч-фильтры, гальванические фильтры ФВГ. Применяются в гальванических производствах химических лабораториях, на производствах для очистки воздушных выбросов от жидких и растворимых в воде твердых аэрозольных частиц.
Скруббер
Компания Plast-Product производит скрубберы абсорберы и центробежно-барботажные установки, аппараты которые используются для очистки воздуха от пыле-газо-воздушных смесей и токсичных испарений.
Главное требование ко всем типам систем вентиляции – обеспечивать оптимальную кратность обмена воздуха в помещениях или конкретных рабочих зонах. С учетом этого параметра проектируется внутренний диаметр воздуховода и подбирается мощность вентилятора. Для того чтобы гарантировать требуемую эффективность функционирования системы вентиляции, выполняется расчет потерь давления напора в воздуховодах, эти данные принимаются во внимание во время определения технических характеристик вентиляторов. Показатели рекомендуемой скорости воздушного потока указаны в таблице № 1.
Табл. № 1. Рекомендованная скорость движения воздуха для различных помещений
Исходя из этих значений следует рассчитывать линейные параметры воздуховодов.
Алгоритм расчета потерь напора воздуха
Расчет нужно начинать с составления схемы системы вентиляции с обязательным указанием пространственного расположения воздуховодов, длины каждого участка, вентиляционных решеток, дополнительного оборудования для очистки воздуха, технической арматуры и вентиляторов. Потери определяются вначале по каждой отдельной линии, а потом суммируются. По отдельному технологическому участку потери определяются с помощью формулы P = L×R+Z, где P – потери воздушного давления на расчетном участке, R – потери на погонном метре участка, L – общая длина воздуховодов на участке, Z – потери в дополнительной арматуре системы вентиляции.
Для расчета потерь давления в круглом воздуховоде используется формула Pтр. = (L/d×X) × (Y×V)/2g. X – табличный коэффициент трения воздуха, зависит от материала изготовления воздуховода, L – длина расчетного участка, d – диаметр воздуховода, V – требуемая скорость воздушного потока, Y – плотность воздуха с учетом температуры, g – ускорение падения (свободного). Если система вентиляции имеет квадратные воздуховоды, то для перевода круглых значений в квадратные следует пользоваться таблицей № 2.
Табл. № 2. Эквивалентные диаметры круглых воздуховодов для квадратных
По горизонтали указана высота квадратного воздуховода, а по вертикали ширина. Эквивалентное значение круглого сечения находится на пересечении линий.
Потери давления воздуха в изгибах берутся из таблицы № 3.
Табл. № 3. Потери давления на изгибах
Для определения потерь давления в диффузорах используются данные из таблицы № 4.
Табл. № 4. Потери давления в диффузорах
В таблице № 5 дается общая диаграмма потерь на прямолинейном участке.
Табл. № 5. Диаграмма потерь давления воздуха в прямолинейных воздуховодах
Все отдельные потери на данном участке воздуховода суммируются и корректируются с таблицей № 6. Табл. № 6. Расчет понижения давления потока в системах вентиляции
Во время проектирования и расчетов существующие нормативные акты рекомендуют, чтобы разница в величине потерь давления между отдельными участками не превышала 10%. Вентилятор нужно устанавливать в участке системы вентиляции с наиболее высоким сопротивлением, самые удаленные воздуховоды должны иметь минимальное сопротивление. Если эти условия не выполняются, то необходимо изменять план размещения воздуховодов и дополнительного оборудования с учетом требований положений.
Распределение давлений в системах вентиляции
Статическое давление — вентилятор
Статическое давление вентилятора, которое представляет собой полное давление вентилятора за вычетом скоростного напора.
Статическое давление вентилятора определяется как разность полного давления Яп и динамического давления Янд в нагнетательном патрубке вентилятора.
Роль статического давления вентилятора довольно значительна и при принятом в настоящее время способе подбора вентилятора по полному давлению об этом забывать не следует. Особенно большое значение это имеет при расчете вентиляционной сети, состоящей только из всасывающей ветви: подсчитывать сопротивление всасывающей ветви и по этой величине подбирать вентилятор, забывая о динамическом давлении на выходе из вентилятора, которое, кстати говоря, может быть весьма значительным, недопустимо.
Таким образом, статическое давление вентилятора, работающего в вентиляционной сети, расходуется на преодоление суммарных потерь давления в сети за вычетом разности между динамическим давлением на выходе воздуха из вентилятора и динамическим давлением на выходе воздуха из сети.
Таким образом, статическое давление вентилятора, работающего в вентиляционной сети, расходуется на преодоление сопротивления сети за вычетом разности между динамическим давлением на выходе воздуха из вентилятора и динамическим давлением на выходе воздуха из сети.
В первом приближении задают статическое давление вентилятора.
Рассмотрим, на что расходуется статическое давление вентилятора, работающего в сети при отсутствии в ней объемов всасывания и нагнетания.
Поскольку при этом pdv йвых, psv — hBC, т.е. статическое давление вентилятора равно сопротивлению сети.
Коэффициент рабочей ( условно) производительности Qp, определяемый абсциссой точки пересечения характеристики статического давления вентилятора и кривой аэродинамического сопротивления электрической машины.
Если вентилятор подобран правильно, то сопротивление системы изменяется пропорционально квадрату расхода воздуха ( см. рис. 20 — 5), а статическое давление вентилятора приблизительно обратно пропорционально изменению расхода воздуха, что значительно сдерживает тенденцию как к повышению расхода воздуха, так и увеличению нагрузки электродвигателя. Это в свою очередь указывает на нецелесообразность установки электродвигателя с большим запасом. Кроме того, электродвигатели обычно работают более экономично, когда они полностью загружены. Так как расход мощности изменяется пропорционально кубу числа оборотов, для электродвигателя требуется небольшой пусковой момент.
При наличии нагнетательной сети динамическое давление всегда учитывается, и поэтому роль статического давления просто не проявляется в явном виде. Если же вентиляционная система смонтирована без соответствия с ее расчетом, то значение статического давления вентилятора сразу обнаружится.
| К определению режима работы вентилятора, устано-вленного в сети. |
В этой точке полное давление вентилятора равно потерям полного давления в сети. Если вентилятор работает на всасывание, то динамическое давление вентилятора следует также относить к потерям давления в сети или определять режим работы вентилятора точкой пересечения характеристики сети Др ( 2) с характеристикой psti ( Q) статического давления вентилятора В таких случаях целесообразно на выходе из вентилятора установить диффузор, чтобы уменьшить динамическое давление вентилятора.
Такая диаграмма позволяет определить размеры и частоту вращения вентилятора выбранного типа без проведения каких-либо дополнительных расчетов. Для этого по заданным значениям производительности Q и полного давления рс на диаграмме отмечают точку, соответствующую рабочему режиму вентилятора. Определяют ближайшую к этой точке кривую р0 ( У), по привязной точке которой устанавливают диаметр и частоту вращения вентилятора. Диаграммой нельзя пользоваться, если задано не полное, а статическое давление вентилятора и если рабочий режим вентилятора находится вне рабочего участка характеристики.
Разбираемся с общим вентиляционным расчетом
Производя аэродинамический расчет воздуховодов, вы обязаны учитывать все характеристики шахты вентиляции (эти характеристики приведены ниже в виде списка).
>
Что же касается непосредственно последовательности действий при вычислении, то она должна выглядеть примерно следующим образом.
Шаг первый. Вначале следует определить требуемую площадь канала, для чего используется приведенная ниже формула:
Разбираемся со значениями:
Далее необходимо подобрать стандартное сечение, которое было бы максимально приближенным к показателю F.
Следующим шагом считается определение соответствующего диаметра воздуховода (обозначается буквой d).
Затем определяются остальные показатели: давление (обозначается как Р), скорость движения (сокращенно V) и, следовательно, уменьшение (сокращенно R). Для этого необходимо использовать номограммы согласно d и L, а также соответствующие таблицы коэффициентов.
. Используя уже другие таблицы коэффициентов (речь идет о показателях местного сопротивления), требуется определить, насколько уменьшится воздействие воздуха вследствие локального сопротивления Z.
На последнем этапе расчетов нужно определить общие потери на каждом отдельном отрезке вентиляционной магистрали.
Обратите внимание на один важный момент! Так, если общие потери ниже уже наличествующего давления, то такую систему вентиляции вполне можно считать эффективной. А вот если потери превышают показатель давления, то может потребоваться установка специальной дроссельной диафрагмы в вентиляционной системе. Благодаря этой диафрагме будет гаситься избыточный напор.
Также отметим, что если вентиляционная система рассчитывается на обслуживание сразу нескольких помещений, для которых давление воздуха обязано быть разным, то во время произведения расчетов требуется учитывать и показатель разряжения либо подпора, которое необходимо добавить к общему показателю потерь.
Видео – Как производить расчеты с помощью программы «ВИКС-СТУДИЯ»
Аэродинамический расчет воздуховодов считается обязательной процедурой, важной составляющей планирования вентиляционных систем. Благодаря данному расчету можно узнать, насколько эффективно вентилируются помещения при том или ином сечении каналов. А эффективное функционирование вентиляции, в свою очередь, обеспечивает максимальный комфорт вашего проживания в доме.
Пример проведения расчетов. Условия в данном случае следующие: здание административного характера, имеет три этажа.
Исходные данные для вычислений
Когда известна схема вентиляционной системы, размеры всех воздухопроводов подобраны и определено дополнительное оборудование, схему изображают во фронтальной изометрической проекции, то есть аксонометрии. Если ее выполнить в соответствии с действующими стандартами, то на чертежах (или эскизах) будет видна вся информация, необходимая для расчета.
Если такой схемы на бумаге или в электронном виде не существует, то придется ее начертить хотя бы в черновом варианте, при вычислениях без нее не обойтись.
С чего начинать?
Диаграмма потери напора на каждый метр воздуховода.
Очень часто приходится сталкиваться с достаточно простыми схемами вентиляции, в которых присутствует воздухопровод одного диаметра и нет никакого дополнительного оборудования. Такие схемы просчитываются достаточно просто, но что делать, если схема сложная с множеством ответвлений? Согласно методике просчета потерь давления в воздуховодах, которая изложена во многих справочных изданиях, нужно определить самую длинную ветвь системы либо ветку с наибольшим сопротивлением. Выяснить таковую по сопротивлению на глаз удается редко, поэтому принято вести расчет по самой протяженной ветви. После этого пользуясь величинами расходов воздуха, проставленных на схеме, всю ветку делят на участки по этому признаку. Как правило, расходы меняются после разветвлений (тройников) и при делении лучше всего ориентироваться на них. Бывают и другие варианты, например, приточные или вытяжные решетки, встроенные прямо в магистральный воздуховод. Если на схеме это не показано, а такая решетка имеется, потребуется расход после нее высчитать. Участки нумеруют начиная от самого удаленного от вентилятора.
Определение потерь давления в воздуховодах.
Сопротивление прохождению воздуха в вентиляционной системе, в основном, определяется скоростью движения воздуха в этой системе. С увеличением скорости возрастает и сопротивление. Это явление называется потерей давления. Статическое давление, создаваемое вентилятором, обуславливает движение воздуха в вентиляционной системе, имеющей определенное сопротивление.
Чем выше сопротивление такой системы, тем меньше расход воздуха, перемещаемый вентилятором или приточной установкой. Расчет потерь на трение для воздуха в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, шумоглушитель, нагреватель, клапан и др.) может быть произведен с помощью соответствующих таблиц и диаграмм, указанных в каталоге. Общее падение давления можно рассчитать, просуммировав показатели сопротивления всех элементов вентиляционной системы.
Подбор необходимого вентилятора.
Определение потерь давления в шумоглушителях.
Определение потерь давления в диффузорах.
Коэффициент местного сопротивления
Сначала дадим определение коэффициенту местного сопротивления. Местными сопротивлениями называются называют точечные потери напора, связанные с изменением структуры потока. В вентиляции существует множество составляющих, что играют роль местного сопротивления:
Их КМС рассчитываются по определенным формулам, а затем они участвуют в определении местных потерь давления. В математическом понятии коэффициент местных потерь — это отношение потерь известного напора в местном сопротивлении к скоростному напору.
Коэффициент местного сопротивления зависит от формы и вида местного сопротивления, шероховатости воздуховода и как ни странно от числа Рейнольдса. Для заслонок и другой запорной арматуры к перечисленному додается еще степень открытия.
Связанность КМС с числом Рейнольдса выражается в формуле
Значения коэффициентов В
для некоторых местных сопротивлений
Чем больше число Rе тем меньше от него зависит коэффициент. Полная независимость коэффициента местного сопротивления от числа Rе в вентиляционной системе происходит для резких переходов при Rе > 3000, а для плавных переходов — при Rе > 10000.
Суммарный коэффициент местных сопротивлений на участке воздуховода равен сумме всех местных коэффициентов на этом участке.
Расчет естественной вытяжной вентиляции
Потом, в связи от участка открытия верхних и нижних соответственно, приточных и вытяжных фрамуг в помещении приблизительно в центре высоты сооружения получается степень одинаковых давлений, в этом месте влияние точно также нулю. В соответствии, влияние в степени сосредоточении нижних просветов станет равняться:
На уровне центров верхних просветов, выше плоскости одинаковых давлений образуется избыточное напряжение, Па, равняющееся:
Именно это давление и оказывает воздействие на вытяжку воздуха. Общее напряжение, располагающее для обмена воздушных потоков в комнате:
Рекомендованные нормы скорости воздухообмена
Во время составления проекта здания выполняют расчет каждого отдельного участка. На производстве это цеха, в жилых домах – квартиры, в частном доме – поэтажные блоки или отдельные комнаты.
Перед установкой системы вентиляции известно, каковы маршруты и размеры главных магистралей, какой геометрии необходимы вентиляционные каналы, какой размер труб является оптимальным.
Не стоит удивляться габаритным размерам воздуховодов в заведениях общественного питания или других учреждениях – они рассчитаны на вывод большого количества использованного воздуха
Расчеты, связанные с передвижением воздушных потоков внутри жилых и производственных зданий, относят к разряду наиболее сложных, поэтому заниматься ими обязаны опытные квалифицированные специалисты.
Рекомендованная скорость воздуха в воздуховодах обозначена в СНиП — нормативной государственной документации, и при проектировании или сдаче объектов ориентируются именно на нее.
В таблице указаны параметры, которых следует придерживаться при устройстве вентиляционной системы. Числами указана скорость перемещения воздушных масс по местам установки каналов и решеток в общепринятых единицах – м/с
Считается, что внутри помещений скорость воздуха не должна превышать показатель 0,3 м/с.
Исключения составляют временные технические обстоятельства (например, ремонтные работы, установка строительной техники и др.), во время которых параметры могу превышать нормативы максимум на 30 %.
В больших по объему помещениях (гаражах, производственных цехах, складах, ангарах) часто вместо одной вентиляционной системы действуют две.
Нагрузка делится пополам, следовательно, и скорость воздуха подбирают так, чтобы она обеспечивала по 50 % общего расчетного объема перемещения воздуха (удаления загрязненного или подачи чистого).
При возникновении форс-мажорных обстоятельств возникает необходимость в резкой смене скорости воздуха или полной приостановке работы вентиляционной системы.
Например, по требованиям пожарной безопасности скорость движения воздуха снижают до минимума в целях предотвращения распространения по соседним помещениям огня и дыма во время возгорания.
С этой целью в воздуховодах и на переходных участках монтируют отсекатели и клапаны.
Бланк расчета системы вентиляции
Па Значения
R
определяют или по специальным таблицам, или по номограмме (рисунок 3.2), составленной для стальных круглых воздуховодов диаметромd
. Этой же номограммой можно пользоваться и для расчета воздуховодов прямоугольного сечения
ab
, только в этом случае под величиной
d
понимают эквивалентный диаметр
d
э = 2
ab
/(
a
+
b
). На номограмме указаны также значения динамического давления потока воздуха, соответствующие плотности стандартного воздуха (
t
= 20 о C; φ = 50 %; барометрическое давление 101,3 кПа;
= 1,2 кг/м 3 ). При плотности
динамическое давление равно показанию шкалы, умноженному на отношение
/1,2
Подбирают вентиляторы по аэродинамическим характеристикам, показывающим графическую взаимозависимость их полного давления, подачи, частоты вращения и окружной скорости рабочего колеса. Эти характеристики составлены для стандартного воздуха.
Из точки, соответствующей найденному значению подачи L
в, проводят прямую до пересечения с лучом номера вентилятора (№ вент.) и далее по вертикали до линии расчетного полного давления
вентилятора.
Точка пересечения соответствует КПД вентилятора
и значению безразмерного коэффициентаА
Горизонтальная шкала номограммы показывает скорость движения воздуха в выпускном отверстии вентилятора.
Подбор вентилятора надо вести с таким расчетом, чтобы его КПД был не ниже 0,85 максимального значения.
Необходимая мощность на валу электродвигателя для привода вентилятора, кВт:
Рис.3.2 Номограмма для расчетов круглых стальных воздуховодов
Рис.3.3 Номограмма для подбора центробежных вентиляторов серии Ц4-70
Настройка действующей системы вентиляции
Основным способом диагностики работы вентиляционных сетей является измерение скорости воздуха в воздуховоде, так как зная диаметр каналов несложно вычислить реальный расход воздушных масс. Приборы, которые используются для этого называют анемометрами. В зависимости от характеристик движения воздушных масс, применяют:
На этих устройствах стоит остановиться более подробно. Электронные термоанемометры не требуют, как в применении аналоговых устройств, организации люков в каналах. Все измерения производятся посредством установки датчика и получении данных на экран, встроенный в прибор. Погрешности измерений у таких устройств не превышает 0,2%. Большинство современных моделей могут работать как от батареек, так и от питания 220 v. Именно поэтому для проведения пусконаладочных работ, профессионалы рекомендуют использовать именно электронные анемометры.
В качестве заключения: скорость движения воздушных потоков, расход воздуха и площадь сечения каналов являются важнейшими параметрами для проектирования воздухораспределительных и вентиляционных сетей.
Совет: В данной статье, в качестве наглядного примера была приведена методика аэродинамического расчета для участка воздухопровода вентиляционной системы. Проведение вычислительных операций – это достаточно сложный процесс, требующий знаний и опыта, а также учитывающий массу нюансов. Не занимайтесь расчетами самостоятельно, а доверьте это профессионалам.
Расчет потери давления в воздуховодах в системе вентиляции
Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.
Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:
P = R*l + z,
где R — потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l — длина воздуховода в метрах, z — потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).
1. Потери на трение:
В круглом воздуховоде потери давления на трение P тр считаются так:
Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,
где x — коэффициент сопротивления трения, l — длина воздуховода в метрах, d — диаметр воздуховода в метрах, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2).
Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)
2. Потери на местные сопротивления:
Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:
z = Q* (v*v*y)/2g,
где Q — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q содержатся в табличном виде.
Метод допустимых скоростей
При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.
Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:
В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.
Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду
| Назначение | Основное требование | ||||
| Бесшумность | Мин. потери напора | ||||
| Магистральные каналы | Главные каналы | Ответвления | |||
| Приток | Вытяжка | Приток | Вытяжка | ||
| Жилые помещения | 3 | 5 | 4 | 3 | 3 |
| Гостиницы | 5 | 7.5 | 6.5 | 6 | 5 |
| Учреждения | 6 | 8 | 6.5 | 6 | 5 |
| Рестораны | 7 | 9 | 7 | 7 | 6 |
| Магазины | 8 | 9 | 7 | 7 | 6 |
Примечание: скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду
Метод постоянной потери напора
Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На основе этого определяются размеры сети воздуховодов. Метод постоянной потери напора достаточно прост и применяется на стадии технико-экономического обоснования систем вентиляции:
Теперь по приведенной ниже диаграмме определяют диаметр начального воздуховода, идущего от вентилятора, а затем диаметры остальных участков сети по соответствующим расходам воздуха. При этом принимают постоянной начальную потерю напора.
Диаграмма определения потерь напора и диаметра воздуховодов
Использование прямоугольных воздуховодов
В диаграмме потерь напора указаны диаметры круглых воздуховодов. Если вместо них используются воздуховоды прямоугольного сечения, то необходимо найти их эквивалентные диаметры с помощью приведенной ниже таблицы.
Если позволяет пространство, лучше выбирать круглые или квадратные воздуховоды; Если места недостаточно (например, при реконструкции), выбирают прямоугольные воздуховоды. Как правило, ширина воздуховода в 2 раза больше высоты). В таблице по горизонтальной указана высота воздуховода в мм, по вертикальной — его ширина, а в ячейках таблицы содержатся эквивалентные диаметры воздуховодов в мм.
Таблица эквивалентных диаметров воздуховодов
| Размеры | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 |
| 250 | 210 | 245 | 275 | |||||
| 300 | 230 | 265 | 300 | 330 | ||||
| 350 | 245 | 285 | 325 | 355 | 380 | |||
| 400 | 260 | 305 | 345 | 370 | 410 | 440 | ||
| 450 | 275 | 320 | 365 | 400 | 435 | 465 | 490 | |
| 500 | 290 | 340 | 380 | 425 | 455 | 490 | 520 | 545 |
| 550 | 300 | 350 | 400 | 440 | 475 | 515 | 545 | 575 |
| 600 | 310 | 365 | 415 | 460 | 495 | 535 | 565 | 600 |
| 650 | 320 | 380 | 430 | 475 | 515 | 555 | 590 | 625 |
| 700 | 390 | 445 | 490 | 535 | 575 | 610 | 645 | |
| 750 | 400 | 455 | 505 | 550 | 590 | 630 | 665 | |
| 800 | 415 | 470 | 520 | 565 | 610 | 650 | 685 | |
| 850 | 480 | 535 | 580 | 625 | 670 | 710 | ||
| 900 | 495 | 550 | 600 | 645 | 685 | 725 | ||
| 950 | 505 | 560 | 615 | 660 | 705 | 745 | ||
| 1000 | 520 | 575 | 625 | 675 | 720 | 760 | ||
| 1200 | 620 | 680 | 730 | 780 | 830 | |||
| 1400 | 725 | 780 | 835 | 880 | ||||
| 1600 | 830 | 885 | 940 | |||||
| 1800 | 870 | 935 | 990 |
Алгоритм выполнения расчетов
При проектировании, настройке или модификации уже действующей вентиляционной системы обязательно выполняются расчеты воздуховода. Это необходимо для того, чтобы правильно определить его параметры с учетом оптимальных характеристик производительности и шума в актуальных условиях.
При выполнении расчетов большое значение имеют результаты замеров расхода и скорости движения воздуха в воздушном канале.
Расход воздуха – объем воздушной массы, поступающий в систему вентиляции за единицу времени. Как правило, этот показатель измеряется в м³/ч.
Скорость движения – величина, которая показывает, насколько быстро воздух перемещается в системе вентиляции. Этот показатель измеряется в м/с.
Если известны эти два показателя, можно рассчитать площадь круглых и прямоугольных сечений, а также давление, необходимое для преодоления локального сопротивления или трения.
Составляя схему, нужно выбрать угол зрения с того фасада здания, который расположен в нижней части планировки. Воздуховоды отображаются сплошными толстыми линиями
Чаще всего используется следующий алгоритм проведения вычислений:
При выполнении расчетов на каждом участке сети воздухораспределения получаются разные результаты. Все данные нужно уравнять посредством диафрагм с веткой наибольшего сопротивления.
Вычисление площади сечения и диаметра
Правильный расчет площади круглых и прямоугольных сечений очень важен. Неподходящий размер сечения не позволит обеспечить нужный воздушный баланс.
Слишком большой воздуховод займет много места и уменьшит эффективную площадь помещения. Если выбрать слишком маленький размер каналов, будут появляться сквозняки, так как увеличится давление потока.
Для того, чтобы рассчитать необходимую площадь сечения (S), нужно знать значения расхода и скорости движения воздуха.
Для вычислений используется следующая формула:
при этом L – расход воздуха (м³/ч), а V – его скорость (м/с);
Используя следующую формулу, можно посчитать диаметр воздуховода (D):
S – площадь сечения (м²);
Если планируется установка прямоугольных, а не круглых воздуховодов, вместо диаметра определяют необходимую длину/ширину воздушного канала.
Все полученные значения сопоставляют со стандартами ГОСТ и выбирают изделия, наиболее близкие по диаметру или площади сечения
При выборе такого воздуховода в расчет берется примерное сечение. Используется принцип a*b ≈ S, где a – длина, b – ширина, а S – площадь сечения.
Согласно нормативам, соотношение ширины и длины не должно быть выше 1:3. Также следует пользоваться таблицей типовых размеров, предоставляемой заводом-изготовителем.
Чаще всего встречаются такие размеры прямоугольных каналов: минимальные габариты – 0,1 м х 0,15 м, максимальные – 2 м х 2 м. Преимущество круглых воздуховодов в том, что они отличаются меньшим сопротивлением и, соответственно, создают меньше шума при работе.
Расчет потери давления на сопротивление
По мере продвижения воздуха по магистрали создается сопротивление. Для его преодоления вентилятор приточной установки создает давление, которое измеряют в Паскалях (Па).
Потерю давления можно снизить, увеличив сечение воздуховода. При этом может быть обеспечена примерно одинаковая скорость потока в сети
Для того, чтобы подобрать подходящую приточную установку с вентилятором нужной производительности, необходимо рассчитать потерю давления на преодоление локального сопротивления.
Применяется эта формула:
R – удельная потеря давления на трение на определенном участке воздуховода;
L – длина участка (м);
Еi – суммарный коэффициент локальной потери;
V – скорость воздуха (м/с);
Y – плотность воздуха (кг/м3).
Значения R определяются по нормативам. Также этот показатель можно рассчитать.
Если сечение воздуховода круглое, потери давления на трение (R) рассчитываются следующим образом:
X – коэфф. сопротивления трения;
V – скорость воздуха (м/с), а Y – его плотность (кг/ м³);
Если же сечение не круглое, а прямоугольное, в формулу необходимо подставить альтернативный диаметр, равный D = 2АВ/(А + В), где А и В – стороны.
Как расчитать потери напора воздуха в системе вентиляции
| Назначение | Основное требование | ||||
| Бесшумность | Мин. потери напора | ||||
| Магистральные каналы | Главные каналы | Ответвления | |||
| Приток | Вытяжка | Приток | Вытяжка | ||
| Жилые помещения | 3 | 5 | 4 | 3 | 3 |
| Гостиницы | 5 | 7.5 | 6.5 | 6 | 5 |
| Учреждения | 6 | 8 | 6.5 | 6 | 5 |
| Рестораны | 7 | 9 | 7 | 7 | 6 |
| Магазины | 8 | 9 | 7 | 7 | 6 |
Исходя из этих значений следует рассчитывать линейные параметры воздуховодов.
Расчет нужно начинать с составления схемы системы вентиляции с обязательным указанием пространственного расположения воздуховодов, длины каждого участка, вентиляционных решеток, дополнительного оборудования для очистки воздуха, технической арматуры и вентиляторов. Потери определяются вначале по каждой отдельной линии, а потом суммируются. По отдельному технологическому участку потери определяются с помощью формулы P = L×R+Z, где P – потери воздушного давления на расчетном участке, R – потери на погонном метре участка, L – общая длина воздуховодов на участке, Z – потери в дополнительной арматуре системы вентиляции.
Для расчета потерь давления в круглом воздуховоде используется формула Pтр. = (L/d×X) × (Y×V)/2g. X – табличный коэффициент трения воздуха, зависит от материала изготовления воздуховода, L – длина расчетного участка, d – диаметр воздуховода, V – требуемая скорость воздушного потока, Y – плотность воздуха с учетом температуры, g – ускорение падения (свободного). Если система вентиляции имеет квадратные воздуховоды, то для перевода круглых значений в квадратные следует пользоваться таблицей № 2.
Как проводят измерения
Измерения скорости воздуха можно проводить в воздуховодах, на выходе из воздуховодов, в вентиляционных решетках или диффузорах.
Когда измерение скорости проводят непосредственно в воздуховоде, то место измерения должно находится после прохождения потока через фильтры. На воздуховоде следует найти специальное отверстие, которое предназначено для контрольно-измерительных операций (такие отверстия часто закрывают питометражной заглушкой). Также можно использовать очистной лючок.
Следует помнить, что отверстие для контрольно-измерительных операций должно находится на прямом участке воздуховода. Его длинна не менее 5 диаметров воздуховода
При произведении замеров трубкой Пито, ее вставляют в воздуховод, направляя против потока воздуха.
2. Падение давления
Как правило, смонтированный воздуховод имеет несколько прямых участков и несколько изгибов. При протекании газа через такой воздуховод на каждом прямом участке и на каждом изгибе будет наблюдаться падение давления. Для определения напора вентилятора необходимо определить падение давления на каждом прямом участке и на каждом изгибе воздуховода.
Прямой участок воздуховода
Из этой формулы вытекает следующее:
Отсюда вытекает, что:
Шероховатость стенок определяется
Влияние воздуховода на коэффициент трения определяли при сжатии 0%, поэтому фактическая длинавоздуховода была равна максимальной длине.
Изгибы
Падение давления на изгибе воздуховода больше, чем падение давления в сварном колене с таким же диаметром и радиусом кривизны, так как потери на трение в изгибе значительно больше. В металлическом колене внутренняя стенка является гладкой, в отличие от изгиба воздуховода, особенно,если внутренняя часть изгиба сильно сжата. В связи с этим обтекаемая потоком поверхностьстановится меньше, и скорость потока возрастает.
Эквивалентная длина
Эквивалентная длина изгиба представляет собой длину прямого участка, падение давления на которойравно падению давления на данном изгибе.
Эквивалентные длины подвергавшихся испытаниям воздуховодов DFA 102 мм определялипо этой формуле.
Расчет вытяжной вентиляции пример
Перед началом расчёта вытяжной вентиляции необходимо изучить СН и П (Система Норм и Правил) устройства вентиляционных систем. По СН и П количество воздуха необходимого для одного человека зависит от его активности.
Маленькая активность – 20 куб.м./час. Средняя – 40 кб.м./ч. Высокая – 60 кб.м./ч. Далее учитываем количество человек и объём помещения.
Кроме этого необходимо знать кратность – полный обмен воздуха в течение часа. Для спальни она равна единице, для бытовых комнат – 2, для кухонь, санузлов и подсобных помещений – 3.
Для примера – расчёт вытяжной вентиляции комнаты 20 кв.м.
Допустим, в доме живут два человека, тогда:
В таком же порядке рассчитываем производительность вытяжной вентиляции всего дома.
Потери давления на изгибах
Изгибы воздуховодов создают сопротивление движению воздуха, в котором создаются турбулентные потоки и завихрения. Они гасят скорость и энергию, оказывая отрицательное влияние на режим перемещения среды. Величина падения напрямую зависит от угла изгиба.
Существует диаграмма, отображающая эту величину относительно разных углов изгиба, соответствующих параметрам стандартных фасонных изделий. По ней можно определить, насколько упадет давление при прохождении изгиба данной конфигурации. Эта диаграмма есть в таблицах СНиП, данные из нее учитываются при проектировании системы.
Важность воздухообмена для человека
По строительным и гигиеническим нормам, каждый жилой или производственный объект необходимо обеспечить системой вентиляции.
Главное ее назначение – сохранение воздушного баланса, создание благоприятного для работы и отдыха микроклимата. Это значит, что в атмосфере, которой дышат люди, не должно наблюдаться переизбытка тепла, влаги, загрязнений различного рода.
Нарушения в организации системы вентиляции приводят к развитию инфекционных болезней и заболеваний дыхательной системы, к снижению иммунитета, к преждевременной порче продуктов питания.
В излишне влажной и теплой среде быстро развиваются болезнетворные микроорганизмы, на стенах, потолках и даже на мебели появляются очаги плесени и грибка.
Схема вентиляции в двухэтажном частном доме. Вентиляционная система оборудована приточно-вытяжной энергосберегающей установкой с рекуператором теплоты, который позволяет повторно использовать тепло выводимого из здания воздуха
Одним из условий сохранения здорового воздушного баланса является правильное проектирование системы вентиляции. Каждая часть воздухообменной сети должна быть подобрана, исходя из объемов помещения и характеристик воздуха в нем.
Предположим, в небольшой квартире достаточно хорошо налаженной приточно-вытяжной вентиляции, тогда как в производственных цехах обязательна установка оборудования для принудительного воздухообмена.
При строительстве домов, общественных учреждений, цехов предприятий руководствуются следующими принципами:
Чтобы вентиляция соответствовала перечисленным условиям, нужно сделать расчеты и подобрать оборудование – приборы подачи воздуха и воздуховоды.
Также при устройстве вентиляционной системы необходимо правильно выбирать места забора воздуха, чтобы не допустить поступления загрязненных потоков обратно в помещения.
В процессе составления проекта вентиляции для частного дома, многоэтажного жилого здания или производственного помещения рассчитывают объем воздуха и намечают места монтажа вентиляционного оборудования: водухообменных установок, кондиционеров и воздуховодов
От размеров воздуховодов (в том числе домовых шахт) зависит эффективность воздухообмена. Выясним, каковы нормы скорости потока воздуха в вентиляции, указанные в санитарной документации.
Как определить давление вентилятора: методы измерения и рассчета давления в вентиляционной системе
Если комфорту в доме вы уделяете достаточно внимания, то наверное, согласитесь, что качество воздуха должно стоять на одном из первых мест. Свежий воздух полезен для здоровья и мышления. В хорошо пахнущую комнату не стыдно пригласить гостей. Проветривать каждое помещение по десять раз в день — нелегкое занятие, неправда ли?
Многое зависит от выбора вентилятора и в первую очередь его давления. Но до того как определить давление вентилятора, нужно ознакомиться с некоторыми физическими параметрами. Прочитайте о них в нашей статье.
Благодаря нашему материалу вы изучите формулы, узнаете виды давления в вентиляционной системе. Мы привели для вас сведения о полном напоре вентилятора и двух способах, по которым его можно измерить. В итоге вы сможете самостоятельно измерить все параметры.
Каким прибором измеряют скорость движения воздуха
Все устройства такого типа компактны и несложны в использовании, хотя и тут есть свои тонкости.
Приборы для измерения скорости воздуха:
Крыльчатые анемометры одни из самых простых по конструкции устройств. Скорость потока определяется скоростью вращения крыльчатки прибора.
Температурные анемометры имеют датчик температуры. В нагретом состоянии он помещается в воздуховод и по мере его остывания определяют скорость воздушного потока.
Ультразвуковыми анемометрами в основном измеряют скорость ветра. Они работают по принципу определения разницы частоты звука в выбранных контрольных точках воздушного потока.
Анемометры с трубкой Пито оснащены специальной трубкой малого диаметра. Ее помещают в середину воздуховода, тем самым измеряя разницу полного и статического давления. Это одни из самых популярных устройств для измерения воздуха в воздуховоде, но при этом у них есть недостаток — невозможность использования, при высокой концентрации пыли.
Дифманометры могут измерять не только скорость, а и расход воздуха. В комплекте из трубкой Пито, этим устройством можно измерять потоки воздуха до 100 м/с.
Балометры наиболее эффективны при измерениях скорости воздуха на выходе из вентиляционных решеток и диффузоров. Они имеют раструб, который захватывает весь воздух, выходящий из вент-решетки, тем самым сводя погрешность измерения к минимуму.
Рекомендуемая скорость движения воздуха в воздуховодах:
| Боковые ответвления | 4,0 — 5,0 |
| Распределительные воздуховоды | 1,5 — 2,0 |
| Приточные решетки у потолка | 1,0 – 3,0 |
| Вытяжные решетки | 1,5 – 3,0 |
Определение скорости движения воздуха в воздуховодах:
V= L / 3600*F (м/сек)
где L – расход воздуха, м3/ч; F – площадь сечения канала, м2.
Рекомендация 1. Потеря давления в системе воздуховодов может быть снижена за счет увеличения сечения воздуховодов, обеспечивающих относительно одинаковую скорость воздуха во всей системе. На изображении мы видим, как можно обеспечить относительно одинаковую скорость воздуха в сети воздуховодов при минимальной потере давления.
Рекомендация 2. В системах с большой протяженностью воздуховодов и большим количеством вентиляционных решеток целесообразно размещать вентилятор в середине вентиляционной системы. Такое решение обладает несколькими преимуществами. С одной стороны, снижаются потери давления, а с другой стороны, можно использовать воздуховоды меньшего сечения.
Пример расчета вентиляционной системы: Расчет необходимо начать с составления эскиза системы с указанием мест расположения воздуховодов, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длин участков воздуховодов между тройниками, затем определить расход воздуха на каждом участке сети.
Выясним потери давления для участков 1-6, воспользовавшись графиком потери давления в круглых воздуховодах, определим необходимые диаметры воздуховодов и потерю давления в них при условии, что необходимо обеспечить допустимую скорость движения воздуха.
Участок 1: расход воздуха будет составлять 220 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 200 мм, скорость – 1,95 м/с, потеря давления составит 0,2 Па/м х 15 м = 3 Па (см. диаграмму определение потерь давления в воздуховодах).
Участок 2: повторим те же расчеты, не забыв, что расход воздуха через этот участок уже будет составлять 220+350=570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 250 мм, скорость – 3,23 м/с. Потеря давления составит 0,9 Па/м х 20 м = 18 Па.
Участок 3: расход воздуха через этот участок будет составлять 1070 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 3,82 м/с. Потеря давления составит 1,1 Па/м х 20= 22 Па.
Участок 4: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость – 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 20 = 46 Па.
Участок 5: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па/м х 1= 2,3 Па.
Участок 6: расход воздуха через этот участок будет составлять 1570 м3/ч. Принимаем диаметр воздуховода равным 315 мм, скорость 5,6 м/с. Потеря давления составит 2,3 Па х 10 = 23 Па. Суммарная потеря давления в воздуховодах будет составлять 114,3 Па.
Когда расчет последнего участка завершен, необходимо определить потери давления в сетевых элементах: в шумоглушителе СР 315/900 (16 Па) и в обратном клапане КОМ 315 (22 Па). Также определим потерю давления в отводах к решеткам (сопротивление 4-х отводов в сумме будут составлять 8 Па).
Определение потерь давления на изгибах воздуховодов
График позволяет определить потери давления в отводе, исходя из величины угла изгиба, диаметра и расхода воздуха.
Пример. Определим потерю давления для отвода 90° диаметром 250 мм при расходе воздуха 500 м3/ч. Для этого найдем пересечение вертикальной линии, соответствующей нашему расходу воздуха, с наклонной чертой, характеризующей диаметр 250 мм, и на вертикальной черте слева для отвода в 90° находим величину потери давления, которая составляет 2Па.
Принимаем к установке потолочные диффузоры серии ПФ, сопротивление которых, согласно графику, будет составлять 26 Па.
Теперь просуммируем все величины потери давления для прямых участков воздуховодов, сетевых элементов, отводов и решеток. Искомая величина 186,3 Па.
Мы рассчитали систему и определили, что нам нужен вентилятор, удаляющий 1570 м3/ч воздуха при сопротивлении сети 186,3 Па. Учитывая требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор требуемые для работы системы характеристики нас устроит вентилятор ВЕНТС ВКМС 315.
Тонкости выбора воздуховода
Зная результаты аэродинамических расчетов, можно правильно подобрать параметры воздуховодов, а точнее – диаметр круглых и габариты прямоугольных сечений. Кроме того, параллельно можно выбрать прибор принудительной подачи воздуха (вентилятор) и определить потери давления в процессе передвижения воздуха по каналу.
Зная величину расхода воздуха и значение скорости его движения, можно определить, какого сечения воздуховоды потребуются.
Для этого берется формула, обратная формуле для подсчета расхода воздуха:
Используя результат, можно посчитать диаметр:
Полученное число сопоставляют с заводскими стандартами, допущенными по ГОСТ, и выбирают наиболее близкие по диаметру изделия.
Если необходимо выбрать прямоугольные, а не круглые воздуховоды, то следует вместо диаметра определить длину/ширину изделий.
При выборе ориентируются на примерное сечение, используя принцип a*b ≈ S и таблицы типоразмеров, предоставленные заводами-изготовителями. Напоминаем, что по нормам отношение ширины (b) и длины (a) не должно превышать 1 к 3.
Воздуховоды с прямоугольным или квадратным сечением имеют эргономичную форму, что позволяет устанавливать их впритык к стенам. Этим пользуются, обустраивая домашние вытяжки и маскируя трубы над потолочными навесными конструкциями или над кухонными шкафами (антресолями)
Общепринятые стандарты прямоугольных каналов: минимальные размеры – 100 мм х 150 мм, максимальные – 2000 мм х 2000 мм. Круглые воздуховоды хороши тем, что обладают меньшим сопротивлением, соответственно, имеют минимальные показатели уровня шума.
В последнее время специально для внутриквартирного применения выпускают удобные, безопасные и легкие пластиковые короба.
Давление воздуха в системах вентиляции
В каждом произвольном поперечном сечении воздуховода по которому движется воздух возникает статическое, динамическое, полное давление.Статическое давление хар-ет потенциальную энергию воз-ха и равно давлению на стенках воздуховода.
Полное давление представляет собой сумму статического и динамического давления:
При движении по воздуховоду воздух теряет свою энергию на преодоления сопротивлений, т.е. происходит потеря давления. Различают два вида потерь давления: потеря давления на трения и потеря на местные сопротивления.
Потери давления на трение в воздуховодах:
Для квадратного или прямоугольного сечения ф-ла имеет тот же вид только рассчитывается эквивалентный диаметр по сторонам воздуховода
Потери давлений в местных сопротивлениях:
В сечении Д статическое давление приобретает max значение и равно потерям давления на трение между сечениями Д и Е.По мере приближения к сечению Е статическое давление уменьшается,а динамическое остаётся const.На выходе из нагнетательного воздуховода в сечении Е статическое давление равно нулю,динамическое сохраняет свою велечину.В любом сечении нагнетательного воздуховода статическое и полное давление имеют положительный знак,в точке 3 образуется наибольшее полное давление создаваемое вентилятором и определяется по формуле: :
Значение полных давление соответственно равны потерям давления во всасывающем и нагнетательном воздуховоде.
Давление развиваемое вентилятором расходуется на преодоление сопротивлению движению воздуха по воздуховодам и равно:
Давление в вентиляционной системе
Чтобы вентиляция была эффективной, нужно правильно подобрать давление вентилятора. Есть два варианта для самостоятельного измерения напора. Первый способ — прямой, при котором замеряют давление в разных местах. Второй вариант — рассчитать 2 вида давления из 3 и получить по ним неизвестную величину.
Давление (также — напор) бывает статическим, динамическим (скоростным) и полным. По последнему показателю выделяют три категории вентиляторов.
К первой относят приборы с напором
Аэродинамическая характеристика осевых вентиляторов на графике: Pv — полное давление, N — мощность, Q — расход воздуха, ƞ — КПД, u — скорость, n — частота вращения
В технической документации к вентилятору обычно указывают аэродинамические показатели, включая полное и статическое давление при определенной производительности. На практике «заводские» и реальные параметры часто не совпадают, и связано это с конструктивными особенностями вентиляционных систем.
Существуют международные и государственные стандарты, направленные на повышение точности измерений в лабораторных условиях.
В России обычно применяют методы A и C, при которых напор воздуха после вентилятора определяют косвенно, исходя из установленной производительности. В разных методиках в площадь выхода включают или не включают втулку рабочего колеса.
Как рассчитать давление в вентиляционной сети
Для того чтобы определить предполагаемое давление для каждого отдельного участка, необходимо воспользоваться приведенной ниже формулой:
Теперь попытаемся разобраться, что обозначает каждая из этих аббревиатур. Итак:
Продолжаем разбирать аэродинамический расчет воздуховодов. Для определения внутренней и наружной плотности необходимо воспользоваться справочной таблицей, при этом должен быть учтен и температурный показатель внутри/снаружи. Как правило, стандартная температура снаружи принимается как плюс 5 градусов, причем вне зависимости от того, в каком конкретном регионе страны планируются строительные работы. А если температура снаружи будет более низкой, то в результате увеличится нагнетание в вентиляционную систему, из-за чего, в свою очередь, объемы поступающих воздушных масс будут превышены. А если температура снаружи, напротив, будет более высокой, то давление в магистрали из-за этого снизится, хотя данную неприятность, к слову, вполне можно компенсировать посредством открывания форточек/окон.
Теперь более детально рассмотрим, что обозначают использованные в данной формуле аббревиатуры. Начнем с конца:
Скорость – 0,4 метра за секунду
В таком случае показатель шероховатости будет следующим:
С этим все понятно, идем дальше.
Скорость – 0,8 метра за секунду
Здесь описываемые показатели будут выглядеть следующим образом:
Немного увеличим скорость воздушных масс.
Скорость – 1,20 метра за секунду
Для этого значения показатели шероховатости будут такими:
И последний показатель скорости.
Скорость – 1,60 метра за секунду
Здесь ситуация будет выглядеть следующим образом:
Обратите внимание! С шероховатостью разобрались, но стоит отметить еще один важный момент: при этом желательно учитывать и незначительный запас, колеблющийся в пределах десяти-пятнадцати процентов.
Расчет приточно вытяжной вентиляции
ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ
В условиях климата средней полосы, воздух, поступающий в помещение необходимо подогревать. Для этого устанавливают приточную вентиляцию с обогревом входящего воздуха.
Нагрев теплоносителя осуществляется различными путями – электро калорифером, впуск воздушных масс около батарейного или печного отопления. Согласно СН и П температура входящего воздуха должна быть не менее 18 гр. цельсия.
Соответственно мощность воздухонагревателя рассчитывается в зависимости от самой низкой ( в данном регионе) уличной температуры. Формула для расчета максимальной температуры нагрева помещения воздухонагревателем:
Программное обеспечение для выполнения расчетов
Все расчеты можно выполнять вручную, но удобнее и быстрее воспользоваться специализированными программами.
С помощью таких программ можно не только точно выполнить необходимые вычисления, но и подготовить чертежи.
При необходимости для выполнения расчетов можно воспользоваться специальным программным обеспечением. Это исключит возможные ошибки, которые могут сыграть фатальную роль в процессе эксплуатации. В программу вводятся первичные значения и уже через несколько секунд можно получить точные результаты вычислений
Vent–Calc – функциональное приложение для расчета воздуховодов. Для вычислений используются значения расхода и скорости воздуха, а также температуры.
MagiCAD – выполняет все виды вычислений для инженерных сетей, изображения представлены в 2D и 3D форматах.
GIDRV – программа для расчетов всех параметров воздуховодов. Предусмотрена возможность подбора любых комбинаций параметров для достижения лучших показателей работы.
Ducter 2.5 – утилита, точно вычисляющая диаметры сечений воздуховодов. Идеально подходит для подбора их типов.
Чертежи, которые составляются в данных программах, позволяют более точно увидеть схему расположения всех компонентов системы и обеспечить их наиболее эффективную работу.
Этап третий: увязка ответвлений
Когда проведены все необходимые расчёты необходимо произвести увязку нескольких ответвлений. Если система обслуживает один уровень, то увязывают ответвления не входящие в магистраль. Расчёт проводят в том же порядке, что и для основной линии. Результаты заносятся в таблицу. В многоэтажных зданиях для увязки используются поэтажные ответвления на промежуточных уровнях.
Критерии увязки
Здесь сопоставляются значения суммы потерь: давления по увязываемым отрезкам с параллельно присоединённой магистралью. Необходимо чтобы отклонение составляло не более 10 процентов. Если установлено, что расхождение больше, то увязку можно проводить:
Выводы и полезное видео по теме
Обустройство вентиляции дома:
Таким образом, очень важно соблюдать правила выполнения измерений, ведь малейшая погрешность может повлиять на результаты вычислений. Правильные расчеты воздуховода позволят подобрать его оптимальную конфигурацию и необходимые комплектующие, а значит, будет обеспечено бесперебойное и продуктивное функционирование вентиляции
Правильные расчеты воздуховода позволят подобрать его оптимальную конфигурацию и необходимые комплектующие, а значит, будет обеспечено бесперебойное и продуктивное функционирование вентиляции.
Если у вас появились вопросы или можете дополнить материал ценными сведениями, пожалуйста, оставляйте свои комментарии, делитесь опытом. Блок для связи расположен под статьей.