Расчет воздуховодов вентиляции для помещений

Позволяет практически точно определить расход воздуха. При использовании устройства диаметром 60-100 mm можно достичь минимальной погрешности измерений при определении скорости на вентиляционной решетке. Если предстоит снятие показателей внутри воздуховода, следует использовать анемометр с небольшим диаметром: в пределах 16-25 mm. Для определения скорости в труднодоступных участках воздуховодов рекомендуется воспользоваться телескопическим зондом.

Общие сведения

Вентиляторы осевые одноступенчатые Аксипал FTDA, осевые крышные с диффузором FTDA-RD и осевые крышные с клапаном FTDA-RB (далее вентиляторы FTDA) предназначены для перемещения воздуха и других газов, агрессивность которых по отношению к углеродистым сталям обыкновенного качества не выше агрессивности воздуха, с содержанием пыли не более 10 мг/м3. Вентиляторы осевые одноступенчатые Аксипал FTDE, осевые крышные с диффузором FTDE-RD и крышные с клапаном FTDE-RB (далее вентиляторы FTDE) предназначены для перемещения взрывоопасных газопаровоздушных смесей IIA, IIB и IIC категорий, групп Т1, Т2, Т3 и Т4 по классификации ГОСТ Р , не вызывающих ускоренной коррозии материалов и покрытий проточной части вентиляторов, не содержащих взрывчатых веществ, добавочного кислорода, взрывоопасной пыли, липких и волокнистых материалов, а также окислов железа. Вентиляторы предназначены для обслуживания взрывоопасных зон помещений классов 1 и 2 по ГОСТ Р Температура перемещаемой среды от -40 °С до +40 °С. Вентиляторы FTDA и FTDE предназначены для эксплуатации в условиях макроклиматического района с умеренным климатом (исполнение У), категорий размещения 1, 2, 3 и 4 по ГОСТ 15150-69. По требованию заказчика вентиляторы FTDA могут иметь другое климатическое исполнение, а также могут иметь исполнение для их эксплуатации при температуре до + 90 °С. Вентиляторы FTDE предназначены для обслуживания взрывоопасных зон помещений классов В-1а, В-1б, В-1г по классификации «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ). Вентиляторы комплектуются асинхронными электродвигателями с высотой оси вращения от 56 до 200 мм. Вентиляторы могут монтироваться непосредственно в воздуховодах как на горизонтальных, так и на вертикальных участках.

ОЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ В КОНТРОЛЮ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА

В соответствии с требованиями СНиП подлежат контролю параметры теплоносителя (холодоносителя) и воздуха в следующих системах:

— внутреннего теплоснабжения — температура и давление теплоносителя в общих подающем и обратном трубопроводах в помещении для приточного вентиляционного оборудования; температура и давление теплоносителя на выходе из теплообменных устройств;

— отопления с местными отопительными приборами — температура воздуха в контрольных помещениях (по требованию технологической части проекта);

— воздушного отопления и приточной вентиляции — температура приточного воздуха и воздуха в контрольном помещении (по требованию технологической части проекта);

— воздушного душирования — температура подаваемого воздуха;

— кондиционирования — температура воздуха наружного, рециркуляционного, приточного после камеры орошения или поверхностного воздухоохладителя и в помещениях; относительная влажность воздуха в помещениях (при ее регулировании);

— холодоснабжения — температура холодоносителя до и после каждого теплообменного или смесительного устройства; давление холодоносителя в общем трубопроводе;

— вентиляции и кондиционирования с фильтрами, камерами статического давления, теплоутилизаторами — давление и разность давлений воздуха (по требованию технических условий на оборудование или по условиям эксплуатации).

Читайте также:  Как выбрать сплит-систему — советы специалистов

Правильный воздухообмен

В соответствии со строительными и гигиеническими требованиями, в каждом жилом и производственном объекте должна быть система вентиляции. Её основная функция состоит в поддержании воздушного баланса и создании микроклимата, благоприятного для работы и отдыха человека. То есть в атмосфере не должно содержаться лишней влаги, тепла и загрязнений. Иначе в слишком сырой и тёплой среде начнётся стремительное размножение болезнетворных бактерий, на поверхности потолка, стен и мебели появится грибок и плесень.

Всё это приведёт к тому, что люди, находящиеся в помещении, будут испытывать проблемы с дыханием, у них снизятся защитные функции организма. Чтобы этого не произошло, нужно следовать таким рекомендациям:

  • Состав воздуха должен отвечать гигиеническим нормам.
  • В местах с неправильным воздухообменом должно быть установлено оборудование, увеличивающее и регулирующее скорость движения воздушных потоков.
  • Имеющиеся системы вентиляции должны соответствовать функциональным особенностям помещения.

Учесть все важные нюансы правильного воздухообмена поможет заблаговременное проектирование вентиляционной системы, при котором будет учтена скорость естественной вентиляции и другие параметры (размеры помещения, основные характеристики воздуха и др.).

Эффективность вентиляции напрямую зависит от того, где находятся места забора воздуха. Их верное расположение исключает риск попадания загрязнённого воздуха обратно в помещение. Скорость воздуха при естественной вентиляции также зависит от размера воздуховодов и дымовых шахт.

Проходящие по каналам потоки создают определённое давление и шум, возрастающий по мере увеличения числа изгибов в воздуховоде. По санитарным нормам уровень шума определяется временем суток и назначением помещения:

  • в больничных и санаторных палатах — 35−50 дБА;
  • в учебных кабинетах и классах — 40−55 дБА;
  • в жилых квартирах и комнатах — 40−55 дБА;
  • на территориях рядом с больницами и санаториями — 35−60 дБА;
  • на территориях, прилегающих к жилым зданиям, — 45−70 дБА;
  • вблизи школ — 55−70 дБА.

Максимальные значения, указанные в таблице, относятся к периоду с 23 до 7 часов.

В помещениях, оснащённых вентиляторами, всегда присутствует вибрация. Её максимальный порог зависит от размеров воздуховода, материала их изготовления, качества прокладок в них и скорости воздушных потоков.

Единицы измерения давления

Давление является интенсивной физической величиной. Давление в системе СИ измеряется в паскалях; применяются также следующие единицы:

Системы отопления обязательно тестируют на устойчивость к давлению

Из этой статьи вы узнаете, что такое статическое и динамическое давление системы отопления, зачем оно нужно и чем отличается. Также будут рассмотрены причины его повышения и понижения и методы их устранения. Помимо этого, речь пойдет о том, каким давлением испытывают различные системы отопления и способы данной проверки.

Способ расчета воздуховодов методом постоянных скоростей

Расчет воздуховодов вентиляции нужно начинать с плана помещений.

Используя все нормы определяют нужное количество воздуха в каждую зону и рисуют схему разводки. На ней показываются все решетки, диффузоры, изменения сечения и отводы. Расчет производится для самой удаленной точки системы вентиляции, поделенной на участки, ограниченные ответвлениями или решетками.

Схема разводки системы вентиляции.

Расчет воздуховода для монтажа системы вентиляции заключается в выборе нужного сечения по всей длине, а так же нахождение потери давления для подбора вентилятора или приточной установки. Исходными данными являются значения количества проходящего воздуха в сети вентиляции. Используя схему, проведём расчет диаметра воздуховода. Для этого понадобится график потери давления. Для каждого типа воздуховодов график разный. Обычно, производители предоставляют такую информацию для своих изделий, либо можно найти ее в справочниках. Рассчитаем круглые жестяные воздуховоды, график для которых показан на нашем рисунке.

Читайте также:  Воздуховоды для вентиляции в частный дом

Номограмма для выбора размеров

По выбранному методу задаемся скоростью воздуха каждого участка. Она должна быть в пределах норм для зданий и помещений выбранного назначения. Для магистральных воздуховодов приточной и вытяжной вентиляции рекомендуются такие значения:

  • жилые помещения – 3,5–5,0 м/с;
  • производство – 6,0–11,0 м/с;
  • офисы – 3,5–6,0 м/с.

Для ответвлений:

  • офисы – 3,0–6,5 м/с;
  • жилые помещения – 3,0–5,0 м/с;
  • производство – 4,0–9,0 м/с.

Когда скорость превышает допустимую, уровень шума повышается до некомфортного для человека уровня.

После определения скорости (в примере 4,0 м/с) находим нужное сечение воздуховодов по графику. Там же есть потери давления на 1 м сети, которые понадобятся для расчета. Общие потери давления в Паскалях находим произведением удельного значения на длину участка:

Руч=Руч·Руч. Элементы сети и местные сопротивления

Имеют значение и потери на элементах сети (решетки, диффузоры, тройники, повороты, изменение сечения и т. д.). Для решеток и некоторых элементов эти значения указаны в документации. Их можно рассчитать и произведением коэффициента местного сопротивления (к. м. с.) на динамическое давление в нем:

Рм. с.=ζ·Рд.

Где Рд=V2·ρ/2 (ρ – плотность воздуха).

К. м. с. определяют из справочников и заводских характеристик изделий. Все виды потерь давлений суммируем для каждого участка и для всей сети. Для удобства это сделаем табличным методом.

Расчетная таблица.

Сумма всех давлений будет приемлимой для этой сети воздуховодов, а потери на ответвлениях должны быть в пределах 10% от полного располагаемого давления. Если разница больше, необходимо на отводах смонтировать заслонки или диафрагмы. Для этого производим расчет нужного к. м. с. по формуле:

ζ= 2Ризб/V2,

где Ризб – разница располагаемого давления и потерь на ответвлении. По таблице выбираем диаметр диафрагмы.

Нужный диаметр диафрагмы для воздуховодов.

Правильный расчет воздуховодов вентиляции позволит подобрать нужный вентилятор выбрав у производителей по своим критериям. Используя найденное располагаемое давление и общий расход воздуха в сети, это будет сделать несложно.

Мощность и производительность

Под производительностью понимают объем проходимого воздуха за единицу времени (куб.м/час). Производительность или воздухообмен зависит от типа вентилятора, размера лопастей, сопротивления воздуха и мощности двигателя (не путайте с мощностью вентилятора).

Небольшие бытовые приборы имеют мощность 15-20 Вт и при этом способны переместить от 100-200 м3/час. Модели посерьезней мощностью от 50 Вт работают с большими потоками и перегоняют более тысячи кубометров в час. Но для бытовых целей редко встречаются модели, превышающие мощность 150Вт.  Для промышленных целей могут использоваться вентиляторы, мощность двигателя которых достигает 500 кВт, а производительность 1 000 000 м3/ч.

Чтобы определить требуемое значение производительности необходимо вычислить объем помещения (площадь х высота) и умножить на коэффициент, соответствующий данному помещению.

Читайте также:  Как устроен кондиционер или сплит — система

Коэффициенты воздухообмена в жилых помещениях:

  • Спальня, детская – 3
  • Гостиная, зал, прочие жилые комнаты – от 3 до 6
  • Ванная комната – 7
  • Туалет – от 10 до 15
  • Кухня – 15
  • Подсобные помещения, гараж, мастерская – 8

Пример: площадь кухни – 9 м2, высота – 3 метра, коэффициент – 15.

9*3*15= 405 м3/ч.

Из расчётов видно, что для организации полноценного воздухообмена на кухне требуется приобретать модели с производительностью не менее 405 м3/ч.

Еще один показателем, влияющий на производительность — это воздушный удар: расстояние, на которое распространяется выходящий поток воздуха. Чем больше воздушный удар, тем быстрее происходит циркуляция воздушных масс и соответственно ускоряется их обмен.

А теперь разберемся, что же такое мощность вентилятора и чем она отличается от потребляемой мощности двигателя.

Мощность вентилятора – это количество энергии, которое требуется устройству на перемещение определенного объемы массы воздуха. Этот параметр получается из произведения производительности и давления делённого на КПД конкретного типа вентилятора умноженного на 1000.

(Производительность м3/с*давление Па)/(1000*КПД) = кВт

Полезная мощность всегда ниже подаваемой мощности, что связанно с потерями при передаче энергии (трение, сопротивление).

МЕТОД ВЫБОРА ТОЧЕК ИЗМЕРЕНИЙ

1.1. Для измерения давлений и скоростей движения воздуха в воздуховодах (каналах) должны быть выбраны участки с расположением мерных сечений на расстояниях не менее шести гидравлических диаметров , м, за местом возмущения потока (отводы, шиберы, диафрагмы и т.п.) и не менее двух гидравлических диаметров перед ним.

где , м и , м, соответственно, площадь и периметр сечения.

1.2. Допускается размещать мерное сечение непосредственно в месте внезапного расширения или сужения потока. При этом размер мерного сечения принимают соответствующим наименьшему сечению канала.

1.3. Координаты точек измерений давлений и скоростей, а также количество точек определяются формой и размерами мерного сечения по черт.1 и 2. Максимальное отклонение координат точек измерений от указанных на чертежах не должно превышать ±10%. Количество измерений в каждой точке должно быть не менее трех.

Вычисление потерь на трение

Прежде всего следует учитывать следует учитывать форму воздухопровода и материал, из которого он изготовлен.

  • Для круглых изделий, формула расчета выглядит так:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g

где

Х – табличный коэффициент трения (зависит от материала);

I – длина воздухопровода;

D – диаметр канала;

V – темп движения газов на определенном участке сети;

Y – плотность перемещаемых газов (определяется по таблицам);

G – 9,8 м/с2

Вычисление потерь на трение
  • Потери на местные сопротивления рассчитываются по формуле:

z = Q* (v*v*y)/2g

где

Q —  сумма коэффициентов потерь на местные сопротивления;

V — скорость движения воздушных потоков на участке сети;

Y – плотность перемещаемых газов (определяется по таблицам);

G – 9,8 м/с2

Важно! При построении воздухораспределительных сетей, очень важную роль играет правильный выбор дополнительных элементов, к которым относятся: решетки, фильтры, клапаны и пр. Эти элементы создают сопротивление перемещению воздушных масс. При создании проекта следует обратить внимание и на правильный подбор оборудования, ведь лопасти вентилятора и работа осушителей, увлажнителей, помимо сопротивления, создают и наибольший шум и сопротивление воздушным потокам.

Рассчитав потери воздухораспределительной системы, зная требуемые параметры движения газов на каждом ее участке, можно переходить к подбору вентиляционного оборудования и монтажу системы.