Расчёт воздуховодов систем вентиляции — Мир Климата и Холода

Расчёт воздуховодов вентиляции является одним из этапов расчета вентиляции и заключается в определении размеров воздуховода в зависимости от расхода воздуха, который должен проходить через рассматриваемый воздуховод. Кроме того, возникают задачи по определению площади поверхности воздуховода. Рассмотрим их более подробно.

Расчёт воздуховодов онлайн

Курс МП1 — расчет воздуховодов и воздухообмена

Для расчета воздуховодов рекомендуем воспользоваться онлайн-калькулятором, расположенным выше. Исходными данными для расчета являются расход воздуха и максимальная допустимая скорость воздуха в воздуховоде.

Преимуществом нашего калькулятора является то, что в результате расчета вы узнаете не только рекомендуемое сечение круглых и/или прямоугольных воздуховодов, но и фактическую скорость воздуха в них, эквивалентный диаметр и потери давления на 1 метр длины.

О расчете площади воздуховодов читайте в отдельной статье.

Расчёт сечения воздуховодов

Задача расчёта сечения воздуховодов вентиляции может звучать по-разному:

• расчёт воздуховодов вентиляции
• расчёт воздуха в воздуховоде
• расчёт сечения воздуховодов
• формула расчёта воздуховодов
• расчёт диаметра воздуховода

Следует понимать, что все вышеперечисленные расчёты — по сути, одна и та же задача, которая сводится к определению площади сечения воздуховода, по которому протекает расход воздуха G [м³/час].

Алгоритм расчета сечения воздуховодов

Расчет сечения воздуховодов подразумевает определение размеров воздуховодов в зависимости от расхода пропускаемого воздуха. Он выполняется в 4 этапа:

1. Пересчет расхода воздуха в м³/с
2. Выбор скорости воздуха в воздуховоде
3. Определение площади сечения воздуховода
4. Определение диаметра круглого или ширины и высоты прямоугольного воздуховода.

На первом этапе расчёта воздуховода расход воздуха G, выраженный, как правило, в м³/час, переводится в м³/с. Для этого его необходимо разделить на 3600:

• G [м³/c] = G [м³/час] / 3600

На втором этапе следует задать скорость движения воздуха в воздуховоде. Скорость следует именно задать, а не рассчитать. То есть выбрать ту скорость движения воздуха, которая представляется оптимальной.

Высокая скорость воздуха в воздуховоде позволяет использовать воздуховоды малого сечения. Однако при этом поток воздуха будет шуметь, а аэродинамическое сопротивление воздуховода сильно возрастёт.

Малая скорость воздуха в воздуховоде обеспечивает тихий режим работы системы вентиляции и малое аэродинамическое сопротивление, но делает воздуховоды очень громоздкими.

Для систем общеобменной вентиляции оптимальной скоростью воздуха в воздуховоде считается 4 м/с. Для больших воздуховодов (600×600 мм и более) скорость воздуха может быть повышена до 6 м/с. В системах дымоудаления скорость воздуха может достигать и превышать 10 м/с.

Итак, на втором этапе расчета воздуховодов задаётся скорость движения воздуха v [м/с].

На третьем этапе определяется требуемая площадь сечения воздуховода путем деления расхода воздуха на его скорость:

• S [м²] = G [м³/c] / v [м/с]

На четвёртом, заключительном, этапе под полученную площадь сечения воздуховода подбирается его диаметр или длины сторон прямоугольного сечения.

Таблица сечений воздуховодов

В помощь проектировщикам разработано несколько таблиц сечений воздуховодов, которые позволяют быстро подобрать сечение в зависимости от полученной площади.

Пример расчёта воздуховода

В качестве примера рассчитаем сечение воздуховода с расходом воздуха 1000 м³/час:

1. G = 1000/3600 = 0,28 м³/c
2. v = 4 м/с
3. S = 0,28 / 4 = 0,07 м²
4. В случае круглого воздуховода его диаметр составил бы D = корень (4·S/ π) ≈ 0,3 м = 300мм. Ближайший стандартный диаметр воздуховода — 315 мм.

В случае прямоугольного воздуховода необходимо подобрать такие А и В, чтобы их произведение было равно примерно 0,07. При этом рекомендуется, чтобы А и В не отличались друг от друга более чем в три раза, то есть воздуховод 700×100 — не лучший вариант. Более хорошие варианты: 300×250, 350×200.

Эквивалентный диаметр воздуховода

При сравнении круглых и прямоугольных воздуховодов разного сечения с точки зрения аэродинамики прибегают к понятию эквивалентного диаметра воздуховода. С его помощью можно определить, какой из двух вариантов сечений является предпочтительным.

Что такое эквивалентный диаметр воздуховода

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода — это диаметр воображаемого круглого воздуховода, в котором потеря давления на трение была бы равна потере давления на трение в исходном прямоугольном воздуховоде при одинаковой длине обоих воздуховодов.

В книгах и учебниках В. Н. Богословского такой диаметр называется «Эквивалентный по скорости диаметр», в литературе П. Н. Каменева — «Равновеликий диаметр по потерям на трение».

Расчет эквивалентного диаметра воздуховодов

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода вычисляется по формуле:

• D_{экв_пр} = 2·А·В / (А+В), где А и В — ширина и высота прямоугольного воздуховода.

Например, эквивалентный диаметр воздуховода 500×300 равен 2·500·300 / (500+300) = 375 мм. Это означает, что круглый воздуховод диаметром 375 мм будет иметь такое же аэродинамическое сопротивление, что и прямоугольный воздуховод 500×300 мм.

Эквивалентный диаметр квадратного воздуховода равен стороне квадрата:

• D_{экв_кв} = 2·А·А / (А+А) = А.

И этот факт весьма интересен, ведь обычно чем больше площадь сечения воздуховода, тем ниже его сопротивление. Однако круглая форма сечения воздуховода имеет наилучшие аэродинамические показатели. Именно поэтому сопротивление квадратного и круглого воздуховодов равны, хотя площадь сечния квадратного воздуховода на 27% больше площади сечения круглого воздуховода.

В общем случае формула для эквивалентного диаметра воздуховода выглядит следующим образом:

• D_экв = 4·S / П, где S и П — соответственно, площадь и периметр воздуховода.

Используя эту формулу можно подтвердить правильность вышеприведённых формул для прямоугольного и квадратного воздуховодов, а также убедиться в том, что эквивалентный диаметр круглого воздуховода равен диаметру этого воздуховода:

• D_кругл = 4·π·R² / 2·π·R = 2R = D.

Кроме того, для расчета может помочь таблица эквивалентного диаметра воздуховодов

Пример расчета эквивалентного диаметра воздуховодов и некоторые выводы

В качестве примера определим эквивалентный диаметр воздуховода 600×300:

D_{экв_600_300} = 2·600·300 / (600+300) = 400 мм.

Интересно отметить, что площадь сечения круглого воздуховодам диаметром 400 мм составляет 0,126 м², а площадь сечения воздуховода 600×300 составляет 0,18 м², что на 42% больше. Расход стали на 1 метр круглого воздуховода сечением 400 мм составляет 1,25 м², а на 1 метр воздуховода сечением 600×300 — 1,8 м², что на 44% больше.

Таким образом, любой аналогичный круглому прямоугольный воздуховод значительно проигрывает ему как в компактности, так и в металлоемкости.

Рассмотрим ещё один пример — определим эквивалентный диаметр воздуховода 500×100 мм:

D_{экв_500_100} = 2·500·100 / (500+100) = 167 мм.

Здесь разница в площади сечения и в металлоемкости достигает 2,5 раз. Таким образом, формула эквивалентного диаметра для прямоугольного воздуховода объясняет тот факт, что чем больше «расплющен» воздуховод (чем больше разница между значениями А и В), тем менее эффективен этот воздуховод с аэродинамической точки зрения.

Это одна из причин, по которой в вентиляционной технике не рекомендуется применять воздуховоды, в сечении которых одна сторона превышает другую более чем в три раза.

Расчет площади воздуховодов — онлайн калькулятор

Автор Евгений Апрелев На чтение 3 мин. Просмотров 9.8k.

Вентиляция играет важнейшую роль в создании оптимального микроклимата в жилище. Правильно сконструированная вентиляционная система обеспечивает вывод за пределы помещения загрязненного воздуха, вредных газов, паров и пыли, которые влияют на здоровье людей, находящихся в жилом помещении. При проектировании вентиляционных систем производится огромное количество расчетов, в которых учитывается множество факторов и переменных.

В производительности вентиляционной системы не последнюю роль играю воздуховоды, а именно их длина, сечение и форма. Крайне важно чтобы расчет сечения воздуховодов был произведен правильно, так как именно от этого будет зависеть, сможет ли система воздуховодов пропускать достаточное количество воздуха, скорость воздушного потока и бесперебойная работа вентиляционной системы в целом. Благодаря грамотному расчету площади воздушных каналов, вибрация и аэродинамические шумы, производимые воздушными потоками, будут находиться в пределах допустимой нормы.

Рассчитать площадь воздуховодов для естественной вентиляционной системы можно тремя способами:

• Обратиться к профессионалам. Расчет будет произведен качественно, но дорого.
• Сделать самостоятельный расчет, используя формулы расчета удельных потерь воздуха, гравитационного подпора, поперечного сечения воздуховодов, формулу скорости движения воздушных масс в газоходах, определение потерь на трение и сопротивление.
• Воспользоваться онлайн-калькулятором.

Расчет сечения воздуховода

Для того чтобы воспользоваться онлайн-калькулятором, не нужно иметь инженерного образования или платить денег, просто введите в каждое поле калькулятора необходимые данные и получите правильный результат.

Методика самостоятельного расчета сечения воздуховодов

1. Определение аэродинамических характеристик воздушного канала с естественным движением воздуха.

Rуд = Pгр/ ∑L

где

Pгр – гравитационное давление в каналах вытяжной вентиляции, Па;

L – расчетная длина участка, м.

При естественном побуждении необходимо увязать показатели гравитационных давлений в проходных каналах помещений с показателями трения и местными сопротивлениями, которые возникают по пути движения воздуха от вытяжки до устья вытяжной шахты, а именно по равенству 1, где ∑(Rln+Z) – расчетное снижение давления на местные сопротивления и трение на отрезках воздуховодов в расчетном направлении движения воздушных масс.

2. Определение значения гравитационного подпора

Pгр= h(p_n—p_b)9.81

где

h – высота столба воздуха, м;

p_n – плотность воздушных масс снаружи помещения, кг/м3,

p_b – плотность воздушных масс в помещении.

3. Площадь сечения воздуховода определяется по формуле

S = L * 2.778/V

где

S – расчетная площадь сечения воздуховода см²

L – расход воздуха через воздуховод, м³/час

V – скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с,

2,788 – коэффициент для согласования размерностей.

4. Фактическая площадь сечения воздуховодов определяется по формулам:

S = π * D / 400 – для круглых воздуховодов

S = A * B / 100 – для прямоугольных воздуховодов

где

S – фактическая площадь сечения, см²

D – диаметр круглого воздуховода, мм

A и B – ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.

5. Для расчета сопротивления сети воздуховодов используется формула:

P = R * L + Ei * V2 * Y/2 где:

R – удельные потери на трение на конкретном участке вентиляционной сети

L – длина участка воздуховода.

Ei – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода

V2 – скорость движения воздуха на участке воздуховода

Y – плотность воздуха.

формула, габариты и подбор оборудования

Описание. Формулы. Калькулятор.

Расчёт сечения воздуховода для механической (принудительной) вентиляции?

prjamougolnij_vozduhovodkrugliy_vozduhovod

   Расчёт сечения прямоугольного и/ли круглого воздуховода осуществляется с помощью двух известных параметров: воздухообмен по помещению и скорость потока воздуха.

   Воздухообмен по помещению может быть заменён на производительность вентилятора. Производительность приточного или вытяжного вентиляторов указывается заводом изготовителем в паспортных данных изделия. При проектировании или предпроектной разработке, воздухообмен рассчитывается исходя из кратности. Кратность (количество раз замены полного объёма воздуха в помщении за 1 час) — это коэффициент из нормативной документации.

   Скорость потока в воздуховоде необходимо измерить, если это смонтированная система. А если проект находится в стадии разработки, то скорость потока в воздуховоде  задаётся самостоятельно. Скорость потока в воздуховоде не должна превышать 10 м/с.

Ниже приведены формулы и калькулятор на их основе,  с помощью которых вы сможете рассчитать сечение прямоугольных и круглых воздуховодов.

Формула для расчёта круглого сечения (диаметра) воздуховода

Формула для расчёта прямоугольного сечения  воздуховода

Калькулятор расчёта сечений прямоугольных и круглых воздуховодов через воздухообмен и скорость потока

Введите в поля параметры воздухообмена и требуемую скорость потока в воздуховоде

Задача организованного воздухообмена комнат жилого дома либо квартиры – вывести лишнюю влагу и отработанные газы, заместив свежим воздухом. Соответственно, для устройства вытяжки и притока нужно определить количество удаляемых воздушных масс – произвести расчет вентиляции отдельно по каждому помещению. Методики вычислений и нормы расхода воздуха принимаются исключительно по СНиП.

Санитарные требования нормативных документов

Минимальное количество воздуха, подаваемое и удаляемое из комнат коттеджа вентиляционной системой, регламентируется двумя основными документами:

1. «Здания жилые многоквартирные» — СНиП 31-01-2003, пункт 9.
2. «Отопление, вентиляция и кондиционирование» — СП 60.13330.2012, обязательное Приложение «К».

В первом документе изложены санитарно-гигиенические требования к воздухообмену в жилых помещениях многоквартирных домов. На этих данных и должен базироваться расчет вентиляции. Применяется 2 типа размерности – расход воздушной массы по объему за единицу времени (м³/ч) и часовая кратность.

Справка. Кратность воздухообмена выражается цифрой, обозначающей, сколько раз в течение 1 часа полностью обновится воздушная среда помещения.

Проветривание — примитивный способ обновления кислорода в жилище

В зависимости от назначения комнаты приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать следующий расход либо количество обновлений воздушной смеси (кратность):

• гостиная, детская, спальня – 1 раз в час;
• кухня с электрической плитой – 60 м³/ч;
• санузел, ванная, туалет – 25 м³/ч;
• для топочной с твердотопливным котлом и кухни с газовой плитой требуется кратность 1 плюс 100 м³/ч в период работы оборудования;
• котельная с теплогенератором, сжигающим природный газ, — трехкратное обновление плюс объем воздуха, потребного для горения;
• кладовка, гардеробная и прочие подсобные помещения – кратность 0.2;
• сушильная либо постирочная – 90 м³/ч;
• библиотека, рабочий кабинет – 0.5 раз в течение часа.

Примечание. СНиП предусматривает снижение нагрузки на общеобменную вентиляцию при неработающем оборудовании либо отсутствии людей. В жилых помещениях кратность уменьшается до 0.2, технических – до 0.5. Неизменным остается требование к комнатам, где расположены газоиспользующие установки, — ежечасное однократное обновление воздушной среды.

Выброс вредных газов за счет природной тяги — самый дешевый и простой способ обновлять воздух

В п. 9 документа подразумевается, что объем вытяжки равен величине притока. Требования СП 60.13330.2012 несколько проще и зависят от числа людей, находящихся в помещении 2 часа и более:

1. Если на 1 проживающего приходится 20 м² и более площади квартиры, в комнаты обеспечивается свежий приток в объеме 30 м³/ч на 1 чел.
2. Объем приточного воздуха считается по площади, когда на 1 жильца приходится меньше 20 квадратов. Соотношение такое: на 1 м² жилища подается 3 м³ притока.
3. Если в квартире не предусмотрено проветривание (отсутствуют форточки и открывающиеся окна), на каждого проживающего необходимо подать 60 м³/ч чистой смеси независимо от квадратуры.

Перечисленные нормативные требования двух различных документов вовсе не противоречат друг другу. Изначально производительность вентиляционной общеобменной системы рассчитывается по СНиП 31-01-2003 «Жилые здания».

Результаты сверяются с требованиями Свода Правил «Вентиляция и кондиционирование» и при необходимости корректируются. Ниже мы разберем расчетный алгоритм на примере одноэтажного дома, показанного на чертеже.

Определение расхода воздуха по кратности

Данный типовой расчет приточно-вытяжной вентиляции выполняется отдельно для каждой комнаты квартиры либо загородного коттеджа. Чтобы выяснить расход воздушных масс по зданию в целом, полученные результаты суммируются. Используется довольно простая формула:

Расшифровка обозначений:

• L – искомый объем приточного и вытяжного воздуха, м³/ч;
• S – квадратура помещения, где рассчитывается вентиляция, м²;
• h – высота потолков, м;
• n – число обновлений воздушной среды комнаты в течение 1 часа (регламентируется СНиП).

Пример вычисления. Площадь гостиной одноэтажного здания с высотой потолков 3 м составляет 15.75 м². Согласно предписаниям СНиП 31-01-2003, кратность n для жилых помещений равна единице. Тогда часовой расход воздушной смеси составит L = 15.75 х 3 х 1 = 47.25 м³/ч.

Важный момент. Определение объема воздушной смеси, удаляемой из кухни с газовой плитой, зависит от устанавливаемого вентиляционного оборудования. Распространенная схема выглядит так: однократный обмен согласно нормативам обеспечивает система естественной вентиляции, а дополнительные 100 м³/ч выбрасывает бытовая кухонная вытяжка.

Аналогичные расчеты делаются по всем остальным комнатам, разрабатывается схема организации воздухообмена (естественной или принудительной) и определяются размеры вентиляционных каналов (смотрим пример ниже). Автоматизировать и ускорить процесс поможет расчетная программа.

Онлайн-калькулятор в помощь

Программа считает требуемое количество воздуха по кратности, регламентируемой СНиП. Просто выберите разновидность помещения и введите его габариты.

Примечание. Для котельных с газовым теплогенератором калькулятор учитывает только трехкратный обмен. Количество приточного воздуха, идущего на сжигание топлива, нужно прибавлять к результату дополнительно.

Выясняем воздухообмен по числу жильцов

Приложение «К» СП 60.13330.2012 предписывает производить расчёт вентиляции помещения по простейшей формуле:

Расшифруем обозначения представленной формулы:

• L – искомая величина притока (вытяжки), м³/ч;
• m – объем воздушной чистой смеси в расчете на 1 чел., указанный в таблице Приложения «К», м³/ч;
• N – количество людей, постоянно находящихся в рассматриваемой комнате 2 часа в день и более.

Очередной пример. Резонно предположить, что в той же гостиной одноэтажного дома два члена семьи пребывают длительное время. Учитывая, что проветривание организовано и на каждого жильца приходится свыше 20 квадратов площади, параметр m принимается равным 30 м³/ч. Считаем количество притока: L = 30 х 2 = 60 м³/ч.

Важно. Заметьте, полученный результат больше значения, определенного по кратности (47.25 м³/ч). В дальнейшие расчеты следует включить цифру 60 м³/ч.

Результаты подсчетов лучше сразу нанести на планировку этажа здания

Если количество проживающих в квартире настолько велико, что каждому человеку отведено меньше 20 м² (в среднем), то представленную выше формулу использовать нельзя. Правила указывают: в данном случае площадь гостиной и других комнат следует умножить на 3 м³/ч. Поскольку общая квадратура жилища равна 91.5 м², расчетный объем вентиляционного воздуха составит 91.5 х 3 = 274.5 м³/ч.

В просторных залах с высокими потолками (от 3 м) обновление атмосферы считается двумя способами:

1. Если в помещении часто пребывает большое число людей, вычисляйте кубатуру подаваемого воздуха по удельному показателю 30 м³/ч на 1 чел.
2. Когда количество посетителей постоянно меняется, вводится понятие обслуживаемой зоны высотой 2 метра от пола. Определяете объем этого пространства (умножьте площадь на 2) и обеспечиваете требуемую нормами кратность, как описано в предыдущем разделе.

Пример расчета и обустройства вентиляции

За основу возьмем планировку частного дома внутренней площадью 91.5 м² и перекрытиями высотой 3 м, представленного выше на чертеже. Как рассчитать количество вытяжки / притока на здание целиком согласно методике СНиП:

1. Объем удаленного воздуха из гостиной и спальни, имеющей равную квадратуру, составит 15.75 х 3 х 1 = 47.25 м³/ч.
2. В детской комнате: 21 х 3 х 1 = 63 м³/ч.
3. Кухня: 21 х 3 х 1 + 100 = 163 м³/ч.
4. Санузел – 25 м³/ч.
5. Итого 47.25 + 47.25 + 63 + 163 + 25 = 345.5 м³/ч.

Примечание. Воздушный обмен в прихожей и коридоре не нормируется.

Наружная схема подачи воздуха и выброса вредных газов из комнат загородного дома

Теперь проверим результаты на соответствие второму нормативному документу. Поскольку в доме проживает семья из 4 человек (2 взрослых + 2 детей), в гостиной, спальне и детской долго находятся по 2 чел. Пересчитаем воздухообмен в указанных комнатах по количеству людей: 2 х 30 = 60 м³/ч (в каждом помещении).

Объем вытяжки из детской удовлетворяет требованиям (63 куба в час), а вот значения для спальни и гостиной придется откорректировать. Двум человекам недостаточно 47.25 м³/ч, берем 60 кубов и снова пересчитываем общую величину воздухообмена: 60 + 60 + 63 + 163 + 25 = 371 м³/ч.

Не менее важно правильно распределить воздушные потоки в здании. В частных коттеджах принято устраивать системы естественной вентиляции – это значительно дешевле и проще монтажа электрических нагнетателей с воздуховодами. Добавим лишь один элемент принудительного удаления вредных газов – кухонную вытяжку.

Пример организация воздухообмена в одноэтажном дачном доме

Как правильно организовать естественное движение потоков:

1. Приток во все жилые помещения обеспечим через автоматические клапаны, встроенные в оконный профиль либо прямо в наружную стену. Ведь стандартные металлопластиковые окна герметичны.
2. В перегородке между кухней и санузлом устроим блок из трех вертикальных шахт, выходящих на кровлю.
3. Под межкомнатными дверьми предусмотрим зазоры шириной до 1 см для прохода воздуха.
4. Установим кухонную вытяжку и подключим к отдельному вертикальному каналу. Она возьмет на себя часть нагрузки – удалит 100 кубов отработанных газов за 1 час в процессе готовки пищи. Останется 371 — 100 = 271 м³/ч.
5. Две шахты выведем решетками в санузел и кухню. Размеры труб и высоту рассчитаем в последнем разделе данного руководства.
6. За счет естественной тяги, возникающей в двух каналах, воздух устремится из детской, спальни и зала в коридор, а дальше — к вытяжным решеткам.

Обратите внимание: свежие потоки, изображенные на планировке, направляются из комнат с чистой воздушной средой в более загрязненные зоны, затем выбрасываются наружу через шахты.

Подробнее об организации природной вентиляции смотрите на видео:

Вычисляем диаметры вентканалов

Дальнейшие расчеты несколько сложнее, поэтому каждый этап мы сопроводим примерами вычислений. Результатом станет диаметр и высота вентиляционных шахт нашего одноэтажного здания.

Весь объем вытяжного воздуха мы распределили на 3 канала: 100 м. куб. принудительно удаляет вытяжка на кухне в период включения плиты, оставшийся 271 кубометр уходит по двум одинаковым шахтам естественным образом. Расход через 1 воздуховод получится 271 / 2 = 135.5 м³/ч. Площадь сечения трубы определяется по формуле:

• F – площадь поперечного сечения вентканала, м²;
• L – расход вытяжки через шахту, м³/ч;
• ʋ — скорость движения потока, м/с.

Справка. Скорость воздуха в каналах естественной вентиляции лежит в пределах 0.5—1.5 м/с. В качестве расчетного значения принимаем средний показатель – 1 м/с.

Как рассчитать сечение и диаметр одной трубы в примере:

1. Находим размер поперечника в квадратных метрах F = 135. 5 / 3600 х 1 = 0.0378 м².
2. Из школьной формулы площади круга определяем диаметр канала D = 0.22 м. Выбираем ближайший больший воздуховод из стандартного ряда – Ø225 мм.
3. Если речь идет о заложенной внутрь стены кирпичной шахте, то под найденное сечение подойдет размер вентканала 140 х 270 мм (удачное совпадение, F = 0.0378 м. кв.).

Кирпичные шахты имеют строго фиксированные размеры — 14 х 14 и 27 х 14 см

Диаметр отводящей трубы под бытовую вытяжку считается аналогичным образом, только скорость потока, нагнетаемого вентилятором, принимается больше – 3 м/с. F = 100 / 3600 х 3 = 0.009 м² или Ø110 мм.

Подбираем высоту труб

Следующий шаг – определение силы тяги, возникающей внутри вытяжного блока при заданном перепаде высот. Параметр зовется располагаемым гравитационным давлением и выражается в Паскалях (Па). Расчетная формула:

• p – гравитационное давление в канале, Па;
• Н – перепад высот между выходом вентиляционной решетки и срезом вентканала над крышей, м;
• ρвозд – плотность воздуха помещения, принимаем 1.2 кг/м³ при домашней температуре +20 °С.

Методика расчета основана на подборе требуемой высоты. Вначале определитесь, на сколько вы готовы поднять трубы вытяжки над кровлей без ущерба внешнему виду здания, затем подставьте значение высоты в формулу.

Пример. Берем перепад высот 4 м и получаем давление тяги p = 9.81 х 4 (1.27 — 1.2) = 2.75 Па.

Теперь грядет сложнейший этап – аэродинамический расчет отводных каналов. Задача – выяснить сопротивление воздуховода потоку газов и сопоставить результат с располагаемым напором (2.75 Па). Если потеря давления окажется больше, трубу придется наращивать либо увеличивать проходной диаметр.

Аэродинамическое сопротивление воздуховода вычисляется по формуле:

• Δp – общие потери давления в шахте;
• R – удельное сопротивление трению проходящего потока, Па/м;
• Н – высота канала, м;
• ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
• Pv – давление динамическое, Па.

Покажем на примере, как считается величина сопротивления:

1. Находим значение динамического давления по формуле Pv = 1.2 х 1² / 2 = 0.6 Па.
2.  Сопротивление от трения R находим по таблице, ориентируясь на показатели динамического напора 0.6 Па, скорости потока 1 м/с и диаметра воздухопровода 225 мм. R = 0.078 Па/м (обозначено зеленым кружочком).
3. Местные сопротивления вытяжной шахты – это жалюзийная решетка и отвод кверху 90°. Коэффициенты ξ этих деталей – величины постоянные, равные 1.2 и 0.4 соответственно. Сумма ξ = 1.2 + 0.4 = 1.6.
4. Окончательное вычисление: Δp = 0.078 Па/м х 4 м + 1.6 х 0.6 Па = 1.27 Па.

Теперь сравниваем расчетный напор, образующийся в воздухопроводе, и полученное сопротивление. Сила тяги p = 2.75 Па значительно больше, чем потери давления (сопротивление) Δp = 1.27 Па, шахта высотой 4 метра слишком высока, строить такую бессмысленно.

Поскольку цифры отличаются вдвое (грубо), укоротим вентканал до 2 м, снова произведем перерасчет:

1. Располагаемое давление p = 9.81 х 2 (1.27 — 1.2) = 1.37 Па.
2. Удельное сопротивление R и местные коэффициенты ξ остаются прежними.
3. Δp = 0.078 Па/м х 2 м + 1.6 х 0.6 Па = 1.15 Па.

Напор природной тяги 1.37 Па превышает сопротивление системы Δp = 1.15 Па, значит, шахта двухметровой высоты станет исправно работать на естественную вытяжку и обеспечит нужный расход удаляемых газов.

Замечание. Укорачивать воздуховод до 1 м не стоит, соотношение изменится в другую сторону: p = 0.69 Па, Δp = 1.04 Па, силы тяги не хватит.

Канал вентиляции Ø225 мм можно разделить на 2 меньших трубы, но не по диаметру, а по сечению. Получаем 2 круглых вентканала 150—160 мм, как сделано на фото. Высота обеих шахт остается неизменной — 2 м.

Как упростить задачу — советы

Вы могли убедиться, что расчеты и организация воздухообмена в здании – вопросы довольно сложные. Мы постарались разъяснить методику в максимально доступной форме, но вычисления все равно выглядят громоздкими для рядового пользователя. Дадим несколько рекомендаций по упрощенному решению задачи:

1. Первые 3 этапа придется пройти в любом случае – выяснить объем выбрасываемого воздуха, разработать схему движения потоков и посчитать диаметры вытяжных воздуховодов.
2. Скорость потока принимайте не более 1 м/с и по ней определяйте сечение каналов. Аэродинамику одолевать необязательно — правильно рассчитайте диаметры и просто выведите воздухопроводы на высоту не менее 2 метров над заборными решетками.
3. Внутри здания старайтесь использовать пластиковые трубы – благодаря гладким стенкам они практически не сопротивляются движению газов.
4. Вентканалы, проложенные по холодному чердаку, обязательно утеплите.
5. Выходы шахт не перекрывайте вентиляторами, как это принято делать в туалетах квартир. Крыльчатка не даст нормально функционировать природной вытяжке.

Для притока установите в помещениях регулируемые стеновые клапаны, избавьтесь от всех щелей, откуда холодный воздух может бесконтрольно проникать в дом.

Приточно вытяжные установки

Завод ВЕНТС выпускает огромный ассортимент приточно-вытяжных установок различных типоразмеров СЃ водяным Рё электрическим нагревателем.Подробнее…

Выставочный зал

Рндивидуальный РїРѕРґС…РѕРґ Рє каждому потребителю климатического оборудования

Склад готовой продукции

Завод имеет большие складские запасы вентиляционного оборудования . Подробнее…

Павильон продукции ВЕНТС

Продукция ВЕНТС представлена на выставке климатического оборудования

Сборочные площадя

Производственная площадка, сборка крышных вентиляторов

Рнжиниринг

Конструкторский цех разрабатывает и внедряет в производство новые модели климатического оборудования новых стандартов.

Продукция ВЕНТС

Вентс занимает лидирующие позиции в продаже вентиляционного оборудования в Украине

Новинки этого сезона

Новинки промышленной и бытовой вентиляции этого сезона

Роторный рекуператор

Роторный рекуператор новинка 2014 года с фреоновым охладителем

Содержание

Зачем нужен расчет диаметров воздухопроводов

Промышленная вентиляция проектируется с учетом нескольких фактов, на все существенное влияние оказывает сечение воздухопроводов.

1. Кратность обмена воздуха. Во время расчетов принимаются во внимание особенности технологии, химический состав выделяемых вредных соединений, и габариты помещения.
2. Шумность. Системы вентиляции не должны ухудшать условия труда по параметру шумности. Сечение и толщина подбирается таким образом, чтобы минимизировать шум воздушных потоков.
3. Эффективность общей системы вентиляции. К одному магистральному воздухопроводу могут присоединяться несколько помещений. В каждом из них должны выдерживаться свои параметры вентиляции, а это во многом зависит от правильности выбора диаметров. Они выбираются с таким расчетом, чтобы размеры и возможности одного общего вентилятора могли обеспечивать регламентируемые режимы системы.
4. Экономичность. Чем меньше размеры потерь энергии в воздуховодах, тем ниже потребление электрической энергии. Одновременно нужно принимать во внимание стоимость оборудования, выбирать экономически обоснованные габариты элементов.

Эффективная и экономичная система вентиляции требует сложных предварительных расчетов, заниматься этим могут только специалисты с высшим образованием. В настоящее время для промышленной вентиляции чаще всего используются пластиковые воздуховоды, они отвечают всем современным требованиям, дают возможность уменьшить не только габариты и себестоимость вентиляционной системы, но и затраты на ее обслуживание.

Пластиковая промышленная вентиляция

Расчет диаметра воздухопровода

Для расчетов габаритов нужно иметь исходные данные: максимально допустимую скорость движения воздушного потока и объем пропускаемого воздуха в единицу времени. Эти данные берутся из технических характеристик вентиляционной системы. Скорость движения воздуха оказывает влияние на шумность системы, а она строго контролируется санитарными государственными организациями. Объем пропускаемого воздуха должен отвечать параметрам вентиляторов и требуемой кратности обмена. Расчетная площадь воздухопровода определяется по формуле Sс = L × 2,778 / V, где:

Sс – площадь сечения воздуховода в квадратных сантиметрах; L – максимальная подача (расход) воздуха в м³/час; V – расчетная рабочая скорость воздушного потока в метрах за секунду без пиковых значений; 2,778 – коэффициент для перевода различных метрических чисел к значениям диаметра в квадратных сантиметрах.

Проектировщики вентиляционных систем учитывают следующие важные зависимости:

1. При необходимости подачи одинакового объема воздуха уменьшение диаметра воздухопроводов приводит к возрастанию скорости воздушного потока. Такое явление имеет три негативных последствия. Первое – увеличение скорости движения воздуха увеличивает шумность, а этот параметр контролируются санитарными нормами и не может превышать допустимых значений. Второе – чем выше скорость движения воздуха, тем выше потери энергии, тем мощнее нужны вентиляторы для обеспечения заданных режимов функционирования системы, тем больше их размеры. Третье – небольшие габариты воздухопроводов не в состоянии правильно распределять потоки между различными помещениями.

Зависимость скорости воздуха от диаметра воздухопровода

1. Неоправданное увеличение диаметров воздуховодов повышает цену вентиляционной системы, создает сложности во время монтажных работ. Большие размеры оказывают негативное влияние на стоимость обслуживания системы и себестоимость изготавливаемой продукции.

Чем меньше диаметр воздухопровода, тем быстрее скорость движения воздуха. А это не только повышает шумность и вибрацию, но и увеличивает показатели сопротивления воздушного потока. Соответственно, для обеспечения необходимой расчетной кратности обмена требуется устанавливать мощные вентиляторы, что увеличивает их размеры и экономически невыгодно при современных ценах на электрическую энергию.

При увеличении диаметров вышеописанные проблемы исчезают, но появляются новые – сложность монтажа и высокая стоимость габаритного оборудования, включая различную запорную и регулирующую арматуру. Кроме того, воздуховоды большого диаметра требуют много свободного места для установки, под них приходится проделывать отверстия в капитальных стенах и перегородках. Еще одна проблема – если они используются для обогрева помещений, то большие размеры воздуховода требуют увеличенных затрат на мероприятия по теплозащите, из-за чего дополнительно возрастает сметная стоимость системы.

В упрощенных вариантах расчетов принимается во внимание, что оптимальная скорость воздушных потоков должна быть в пределах 12–15 м/с, за счет этого удается несколько уменьшить их диаметр и толщину. В связи с тем, что магистральные воздуховоды в большинстве случаев прокладываются в специальных технических каналах, уровнем шумности можно пренебрегать. В ответвлениях, заходящих непосредственно в помещения, скорость воздуха уменьшается до 5–6 м/с, за счет чего уменьшается шумность. Объем воздуха берется из таблиц СаНиПина для каждого помещения в зависимости от его назначения габаритов.

Проблемы возникают с магистральными воздуховодами значительной протяженности на больших предприятиях или в системах с множеством ответвлений. К примеру, при нормируемом расходе воздуха 35000 м³/ч и скорости воздушного потока 8 м/с диаметр воздухопровода должен быть не менее 1,5 м толщиной более двух миллиметров, при увеличении скорости воздушного потока до 13 м/с габариты воздуховодов уменьшаются до 1 м.

Таблица потери давления

Потери давления

Диаметр ответвлений воздухопроводов рассчитывается с учетом требований к каждому помещению. Допускается использовать для них одинаковые размеры, а для изменения параметров воздуха устанавливать различные регулируемые дроссельные заслонки. Такие варианты вентиляционных систем позволяют в автоматическом режиме изменять показатели работы с учетом фактической ситуации. В помещениях не должно быть сквозняков, вызванных работой вентиляции. Создание благоприятного микроклимата достигается за счет правильного выбора места монтажа вентиляционных решеток и их линейных размеров.

Сами системы рассчитываются методом постоянных скоростей и методом потери давления. Исходя из этих данных, подбираются размеры, тип и мощность вентиляторов, рассчитывается их количество, планируются места установки, определяются размеры воздуховода.

Хотите узнать стоимость изделия?

Заполните наш опросный лист

ЗаполнитьСодержание статьи:

вентиляция необходима любому зданию

Хотя для расчетов вентиляции существует множество программ, многие параметры все еще определяются по старинке, с помощью формул. Расчет нагрузки на вентиляцию, площади, мощности и параметров отдельных элементов производят после составления схемы и распределения оборудования.

Это сложная задача, которая под силу лишь профессионалам. Но если необходимо подсчитать площадь некоторых элементов вентиляции или сечение воздуховодов для небольшого коттеджа, реально справиться самостоятельно.

Расчет воздухообмена

движение потоков воздуха при разных схемах вентиляции

Если в помещении нет ядовитых выделений или их объем находится в допустимых пределах, воздухообмен или нагрузка на вентиляцию рассчитывается по формуле:

R=n * R1,

здесь R1 – потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.мчас, n – количество постоянных сотрудников в помещении.

Если объем помещения на одного сотрудника составляет больше 40 кубометров и работает естественная вентиляция, не нужно рассчитывать воздухообмен.

Для помещений бытового, санитарного и подсобного назначения расчет вентиляции по вредностям производится на основании утвержденных норм кратности воздухообмена:

• для административных зданий (вытяжка) – 1,5;
• холлы (подача) – 2;
• конференц-залы до 100 человек вместимостью (по подаче и вытяжке) – 3;
• комнаты отдыха: приток 5, вытяжка 4.

Для производственных помещений, в которых постоянно или периодически в воздух выделяются опасные вещества, расчет вентиляции производится по вредностям.

Воздухообмен по вредностям (парам и газам) определяют по формуле:

Q=K(k2-k1),

здесь К – количество пара или газа, появляющееся в здании, в мгч, k2 – содержание пара или газа в оттоке, обычно величина равна ПДК, k1 – содержание газа или пара в приточке.

Разрешается концентрация вредностей в приточке до 13 от ПДК.

Для помещений с выделением избыточного тепла воздухообмен рассчитывается по формуле:

Q=Gизбc(tyx – tn),

здесь Gизб – избыточное тепло, вытягиваемое наружу, измеряется в Вт, с – удельная теплоемкость по массе, с=1 кДж, tyx – температура удаляемого из помещения воздуха, tn – температура приточки.

Расчет тепловой нагрузки

диаграмма тепловой нагрузки от общеобменной вентиляции

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:

Qв= Vн * k * p * Cр(tвн – tнро),

в формуле расчета тепловой нагрузки на вентиляцию Vн – внешний объем строения в кубометрах, k – кратность воздухообмена, tвн – температура в здании средняя, в градусах Цельсия, tнро – температура воздуха снаружи, используемая при расчетах отопления, в градусах Цельсия, р – плотность воздуха, в кгкубометр, Ср – теплоемкость воздуха, в кДжкубометр Цельсия.

Если температура воздуха ниже tнро снижается кратность обмена воздуха, а показатель расхода тепла считается равной Qв, постоянной величиной.

Если при расчете тепловой нагрузки на вентиляцию невозможно уменьшить кратность воздухообмена, расход тепла рассчитывают по температуре отопления.

Расход тепла на вентиляцию

Удельный годовой расход тепла на вентиляцию рассчитывается так:

Q=[Qo – (Qb + Qs) * n * E] * b * (1-E),

в формуле для расчета расхода тепла на вентиляцию Qo – общие теплопотери строения за сезон отопления, Qb – поступления тепла бытовые, Qs – поступления тепла снаружи (солнце), n – коэффициент тепловой инерции стен и перекрытий, E – понижающий коэффициент. Для индивидуальных отопительных систем 0,15, для центральных 0,1, b – коэффициент теплопотерь:

• 1,11 – для башенных строений;
• 1,13 – для строений многосекционных и многоподъездных;
• 1,07 – для строений с теплыми чердаками и подвалами.

Расчет диаметра воздуховодов

воздуховоды различного диаметра и формы сечения

Диаметры и сечения воздуховодов вентиляции рассчитывают после того, как составлена общая схема системы. При расчетах диаметров воздуховодов вентиляции учитывают следующие показатели:

• Объем воздуха (приточного или вытяжного), который должен пройти через трубу за заданный промежуток времени, куб.мч;
• Скорость движения воздуха. Если при расчетах вентиляционных труб скорость движения потока занижена, установят воздуховоды слишком большого сечения, что влечет дополнительные расходы. Завышенная скорость приводит к появлению вибраций, усилению аэродинамического гула и повышению мощности оборудования. Скорость движения на притоке 1,5 – 8 мсек, она меняется в зависимости от участка;
• Материал вентиляционной трубы. При расчете диаметра этот показатель влияет на сопротивление стенок. Например, наиболее высокое сопротивление оказывает черная сталь с шероховатыми стенками. Поэтому расчетный диаметр воздуховода вентиляции придется немного увеличить по сравнению с нормами для пластика или нержавейки.

Таблица 1. Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.

Когда известна пропускная способность будущих воздуховодов, можно рассчитать сечение воздуховода вентиляции:

S=R3600v,

здесь v – скорость движения воздушного потока, в мс, R – расход воздуха, кубометрыч.

Число 3600 – временной коэффициент.

Зная площадь сечения, можно рассчитать диаметр круглого воздуховода вентиляции:

здесь: D – диаметр вентиляционной трубы, м.

Если необходимо рассчитать диаметр вентиляционной трубы прямоугольного сечения, ее показатели подбирают исходя из полученной площади сечения круглой трубы.

Расчет площади элементов вентиляции

Расчет площади вентиляции необходим в том случае, когда элементы изготавливаются из листового металла и нужно определить количество и стоимость материала.

Площадь вентиляции рассчитывают электронные калькуляторы или специальные программы, их во множестве можно найти в интернете.

Мы приведем несколько табличных значений наиболее популярных элементов вентиляции.

Таблица 2. Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

Значение площади в м. кв. на пересечении горизонтальной и вертикальной строчки.

Таблица 3. Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.

Расчет диффузоров и решеток

диффузор в промышленной вентиляции

Диффузоры используются для подачи или удаления воздуха из помещения. От правильности расчета количества и расположения диффузоров вентиляции зависит чистота и температура воздуха в каждом уголке помещения. Если установить диффузоров больше, увеличится давление в системе, а скорость падает.

Количество диффузоров вентиляции рассчитывается так:

N=R(2820 * v* D * D),

здесь R – пропускная способность, в куб.мчас, v – скорость воздуха, мс, D – диаметр одного диффузора в метрах.

Количество вентиляционных решеток можно рассчитать по формуле:

N=R(3600 * v * S),

здесь R – расход воздуха в куб.мчас, v – скорость воздуха в системе, мс, S – площадь сечения одной решетки, кв.м.

Расчет канального нагревателя

электрический канальный нагреватель

Расчет калорифера вентиляции электрического типа производится так:

P=v * 0,36 * ∆T

здесь v – объем пропускаемого через калорифер воздуха в куб.м.час, ∆T – разница между температурой воздуха снаружи и внутри, которую необходимо обеспечить калориферу.

Этот показатель варьирует в пределах 10 – 20, точная цифра устанавливается клиентом.

Расчет нагревателя для вентиляции начинается с вычисления фронтальной площади сечения:

Аф=R * p3600 * Vp,

здесь R – объем расхода приточки, куб.м.ч, p – плотность атмосферного воздуха, кгкуб.м, Vp – массовая скорость воздуха на участке.

Размер сечения необходим для определения габаритов нагревателя вентиляции. Если по расчету площадь сечения получается чересчур большой, необходимо рассмотреть вариант из каскада теплобменников с суммарной расчетной площадью.

Показатель массовой скорости определяется через фронтальную площадь теплообменников:

Vp=R * p3600 * Aф.факт

Для дальнейшего расчета калорифера вентиляции определяем нужное для согрева потока воздуха количества теплоты:

Q=0,278 * W * c (Tп-Tу),

здесь W – расход теплого воздуха, кгчас, Тп – температура приточного воздуха, градусы Цельсия, Ту – температура уличного воздуха, градусы Цельсия, c – удельная теплоемкость воздуха, постоянная величина 1,005.

Так как в приточных системах вентиляторы размещаются перед теплообменником, расход теплого воздуха вычисляем так:

W=R * p

Рассчитывая калорифер вентиляции, следует определить поверхность нагрева:

Апн=1,2Qk(Tс.т-Tс.в),

здесь k – коэффициент отдачи калорифером тепла, Tс.т – средняя температура теплоносителя, в градусах Цельсия, Tс.в – средняя температура приточки, 1,2 – коэффициент остывания.

Расчет вытесняющей вентиляции

схема движения потоков воздуха при вытесняющей вентиляции

При вытесняющей вентиляции в помещении оборудуются рассчитанные восходящие потоки воздуха в местах повышенного выделения тепла. Снизу подается прохладный чистый воздух, который постепенно поднимается и в верхней части помещения удаляется наружу вместе с избытком тепла или влаги.

При грамотном расчете вытесняющая вентиляция намного эффективнее перемешивающей в помещениях следующих типов:

• залы для посетителей в заведениях общепита;
• конференц-залы;
• любые залы с высокими потолками;
• ученические аудитории.

Рассчитанная вентиляция вытесняет менее эффективно если:

• потолки ниже 2м 30 см;
• главная проблема помещения – повышенное выделение тепла;
• необходимо понизить температуру в помещениях с низкими потолками;
• в зале мощные завихрения воздуха;
• температура вредностей ниже, температуры воздуха в помещении.

Вытесняющая вентиляция рассчитывается исходя из того, что тепловая нагрузка на помещение составляет 65 – 70 Вткв.м, при расходе до 50 л на кубометр воздуха в час. Когда тепловые нагрузки выше, а расход ниже, необходимо организовывать перемешивающую систему, комбинированную с охлаждением сверху.

Видеоролик расскажет о компактной вентиляционной установке, работающей по принципу вытеснения:

Используемые источники:

• https://torvent.ru/raschyot_ventilyacii/
• https://otivent.com/raschet-ventiljacii-pomeshhenija
• http://vent.vn.ua/propusknaya-sposobnost-ventilyatsionnykh-kanalov.html
• https://plast-product.ru/vyibor-i-raschet-diametra-vozduhovoda/
• https://strojdvor.ru/ventilyaciya/raschet-sistemy-ventilyacii-i-ee-otdelnyx-elementov-ploshhadi-diametrov-trub-parametrov-nagrevatelej-i-diffuzorov/

Онлайн расчёт воздуховодов

1. Расчёт ПРЯМЫХ УЧАСТКОВ прямоугольных воздуховодов

Высота, А (мм)

Ширина, В (мм)

Длина участка, L (м)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеШинаРейкаНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

2. Расчёт ПРЯМЫХ УЧАСТКОВ круглых воздуховодов

Диаметр воздуховода, D (мм)

Длина участка, L (м)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеФланецНиппельНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

3. Расчёт ОТВОДА для прямоугольных воздуховодов

Высота, А (мм)

Ширина, B (мм)

Угол поворота, α (°)904530

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеШинаРейкаНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

4. Расчёт ОТВОДА для круглого воздуховода

Диаметр воздуховода, D (мм)

Угол поворота, α (°)904530

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеФланецНиппельНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

5. Расчёт ПЕРЕХОДА СЕЧЕНИЯ для прямоугольного воздуховода

Высота начальная, А (мм)

Ширина начальная, B (мм)

Высота конечная, a (мм)

Ширина конечная, b (мм)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеШинаРейкаНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

6. Расчёт ПЕРЕХОДА СЕЧЕНИЯ для круглого воздуховода

Диаметр начальный, D (мм)

Диаметр конечный, d (мм)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеФланецНиппельНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

7. Расчёт ПЕРЕХОДА с круглого на прямоугольное сечение

Высота начальная, А (мм)

Ширина начальная, B (мм)

Диаметр конечный, D (мм)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеШина-ФланецРейка-НиппельНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

8. Расчёт ТРОЙНИКА для прямоугольного воздуховода

Высота главного воздуховода, А (мм)

Ширина главного воздуховода, B (мм)

Высота врезки, a (мм)

Ширина врезки, b (мм)

Угол врезки, α (°)9045

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеШинаРейкаНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

9. Расчёт ТРОЙНИКА для круглого воздуховода

Диаметр главного воздуховода, D (мм)

Диаметр врезки, d (мм)

Толщина металла, t (мм)0,40,50,550,60,70,80,91,01,2

Тип металлаОц. стальНерж.сталь

Тип соединительных элементов на торцеФланецНиппельНет

Вес элемента, кг

Площадь поверхности, м.кв

Количество элементов

Стоимость элемента, руб

Экспорт в спецификацию

Запись

Расчет площади воздуховодов и вентиляционных систем а так же фасонных изделий

Эффективность функционирования вентиляционных систем зависит от правильного подбора отдельных элементов и оборудования. Расчет площади воздуховода производится с целью обеспечения требуемой кратности смены воздуха в каждом помещении в зависимости от его назначения. Принудительная и естественная вентиляция требует отдельных алгоритмов проектных работ, но имеет общие направления. Во время определения сопротивления воздушному потоку учитывается геометрия и материал изготовления воздуховодов, их общая длина, кинематическая схема, наличие ответвлений. Дополнительно выполняется расчет потерь тепловой энергии для обеспечения благоприятного микроклимата и снижения затрат на содержание здания в зимний период времени.

Расчет площади сечения выполняется на основе данных по аэродинамическому расчету воздуховодов. С учетом полученных значений производится:

1. Подбор оптимальных размеров поперечных сечений воздуховодов с учетом нормативных допустимых скоростей движения воздушного потока.
2. Определение максимальных потерь давления в системе вентиляции в зависимости от геометрии, скорости движения и особенностей схемы воздуховода.

Последовательность расчета вентиляционных систем

1.Определение расчетных показателей отдельных участков общей системы. Участки ограничиваются тройниками или технологическими заслонками, расход воздуха по длине всего участка стабильный. Если от участка есть ответвления, то их расход по воздуху суммируется, а для участка определяется общий. Полученные значения отображаются на аксонометрической схеме.

2.Выбор магистрального направления системы вентиляции или отопления. Магистральный участок имеет самый большой расход воздуха среди всех выделенных во время расчетов. Он должен быть наиболее протяженным из всех последовательно расположенных отдельных участков и отводов. Согласно нормативным документам нумерация участков начинается с наименее нагруженного и продолжается по возрастанию воздушного потока.

Примерная схема системы вентиляции с обозначениями ответвлений и участков

3.Параметры сечений расчетных участков системы вентиляции подбираются с учетом рекомендованных стандартами скоростей в воздуховодах и жалюзийных решетках. Согласно государственным стандартам скорость воздуха в магистральных трубопроводах ≤ 8 м/с, в ответвлениях ≤ 5 м/с, в решетках жалюзи ≤ 3 м/с.

С учетом имеющихся предварительных условий выполняются расчеты по вентиляционной системе.

Общие потери давления в воздуховодах:

Расчет прямоугольных воздуховодов по потере давления:

R – удельные потери на трение о поверхность воздуховода;

L – длина воздуховода;

n – поправочный коэффициент в зависимости от показателей шероховатости воздуховодов.

Удельные потери давления для круглых сечений определяются по формуле:

λ – коэффициент величины гидравлического сопротивления трения;

d – диаметр сечения воздуховода;

Р_д – фактическое давление.

Для расчета коэффициента сопротивления трения для круглого сечения трубы применяется формула:

Во время расчетов допускается использование таблиц, в которых на основании вышеизложенных формул определены практические потери на трение, показатели динамического давления и расход воздуха для различных скоростей потока для воздуховодов круглой формы.

Нужно иметь в виду, что показатели фактического расхода воздуха в прямоугольном и круглом воздуховодах с одинаковой площадью сечений неодинаковы даже при полном равенстве скоростей движения воздушного потока. Если температура воздуха превышает +20°С, то нужно пользоваться поправочными коэффициентами на трение и местное сопротивление.

Расчет системы вентиляции состоит из расчета основной магистрали и всех ответвлений, подключенных к ней. При этом нужно добиваться положения, чтобы скорость движения воздуха постоянно возрастала по мере приближения к всасывающему или нагнетающему вентилятору. Если схема воздуховода не позволяет учесть потери ответвлений, а их значения не превышают 10% общего потока, то разрешается использовать диаграмму для гашения избыточного давления. Коэффициент сопротивления воздушным потокам диафрагмы рассчитывается по формуле:

Приведенные выше расчеты воздуховодов пригодны для использования следующих типов вентиляции:

1. Вытяжной. Используется для удаления из производственных, торговых, спортивных и жилых помещений отработанного воздуха. Дополнительно может иметь специальные фильтры для очистки выбрасываемого наружу воздуха от пыли или вредных химических соединений, могут монтироваться внутри или снаружи помещений.
2. Приточной. В помещения подается подготовленный (нагретый или очищенный) воздух, может иметь специальные приспособления для понижения уровня шума, автоматизации управления и т. д.
3. Приточно/вытяжной. Комплекс оборудования и устройств для подачи/удаления воздуха из помещений различного назначения, может иметь установки рекуперации тепла, что значительно сокращает затраты на поддержание в помещениях благоприятного микроклимата.

Движение воздушных потоков по воздуховодам может быть горизонтальным, вертикальным или угловым. С учетом архитектурных особенностей помещений, их количества и размеров воздуховоды могут монтироваться в несколько ярусов в одном помещении.

Расчет площади сечения трубопровода

После того как определена скорость движения воздуха по воздуховодам с учетом требуемой кратности обмена, можно рассчитывать параметры сечения воздуховодов по формуле S=R\3600v, где S – площадь сечения воздуховода, R – расход воздуха в м³/час, v – скорость движения воздушного потока, 3600 – временной поправочный коэффициент. Площадь сечения позволяет определить диаметр круглого воздуховода по формуле:

Если в помещении смонтирован воздуховод квадратного сечения, то его рассчитывают по формуле d_e = 1.30 x ((a x b)^0.625 / (a + b)^0.25).

d_e – эквивалентный диаметр для круглого воздуховода в миллиметрах;

a и b длина сторон квадрата или прямоугольника в миллиметрах. Для упрощения расчетов пользуйтесь переводной таблицей № 1.

Таблица № 1

Для вычисления эквивалентного диаметра овальных воздуховодов используется формула d = 1.55 S^0.625/P^0.2

S – площадь сечения воздуховода овального воздуховода;

P ­– периметр трубы.

Площадь сечения овальной трубы вычисляется по формуле S = π×a×b/4

S – площадь сечения овального воздуховода;

π = 3,14;

a = большой диаметр овального воздуховода;

b = меньший диаметр овального воздуховода.
Подбор овального или квадратного воздуховодов по скорости движения воздушного потокаДля облегчения подбора оптимального параметра проектировщики рассчитали готовые таблицы. С их помощью можно выбрать оптимальные размеры воздуховодов любого сечения в зависимости от кратности обмена воздуха в помещениях. Кратность обмена подбирается с учетом объема помещения и требований СанПин.

Расчет параметров воздуховодов и систем естественной вентиляцииВ отличие от принудительной подачи/удаления воздуха для естественной вентиляции важны показания разницы давления снаружи и внутри помещений. Расчет сопротивления и выбор направления надо делать таким способом, чтобы гарантировать минимальную потерю давления потока.

При расчетах выполняется увязка существующих гравитационных давлений с фактическими потерями давления в вертикальных и горизонтальных воздуховодах.

Классификаций исходных данных во время проведения расчетов сечения воздуховодовВо время расчетов нужно принимать во внимание требования действующего СНиПа 2.04.05-91 и СНиПа 41-01-2003. Расчет систем вентиляции по диаметру воздуховодов и используемому оборудованию должен обеспечивать:

1. Нормируемые показатели по чистоте воздуха, кратности обмена и показателям микроклимата в помещениях. Выполняется расчет мощности монтируемого оборудования. При этом уровень шума и вибрации не может превышать установленных пределов для зданий и помещений с учетом их назначения.
2. Системы должны быть ремонтнопригодными, во время проведения плановых регламентных работ технологический цикл функционирования предприятий не должен нарушаться.
3. В помещениях с агрессивной средой предусматриваются только специальные воздуховоды и оборудование, исключающее искрообразование. Горячие поверхности должны дополнительно изолироваться.

Нормативы расчетных условий для определения сечения воздуховодов

Расчет площади воздуховодов должен обеспечивать:

1. Надлежащие условия по чистоте и температурному режиму в помещениях. Для помещений с избытком теплоты обеспечивать его удаление, а в помещениях с недостатком теплоты минимизировать потери теплого воздуха. При этом следует придерживаться экономической целесообразности выполнения названных условий.
2. Скорость движения воздуха в помещениях не должна ухудшать комфортность пребывания в помещениях людей. При этом принимается во внимание обязательная очистка воздуха в рабочих зонах. В струе входящего в помещение воздуха скорость движения Nх определяется по формуле Nх = Кn × n. Максимальная температура входящего воздуха определяется по формуле tx = tn + D t1, а минимальная по формуле tcx = tn + D t2. Где: nn, tn – нормируемая скорость воздушного потока в м/с и температура воздуха на рабочем месте в градусах Цельсия, К =6 (коэффициент перехода скорости воздуха на выходе из воздуховода и в помещении), D t1, D t2 – максимально допустимое отклонение температуры.
3. Предельную концентрацию вредных для здоровья химических соединений и взвешенных частиц согласно ГОСТ 12.1.005-88. Дополнительно нужно учитывать последние постановления Госнадзора.
4. Параметры наружного воздуха. Регулируются в зависимости от технологических особенностей производственного процесса, конкретного назначения сооружения и зданий. Показатели концентрации взрывоопасных соединений и веществ должны отвечать требованиями противопожарных государственных органов.

Монтаж вентиляционных систем с принудительной подачей/удалением воздуха нужно делать только в тех случаях, когда характеристики естественной вентиляции не могут обеспечивать требуемых параметров по чистоте и температурному режиму в помещениях или здания имеют отдельные зоны с полным отсутствием естественного притока воздуха. Для некоторых помещений площадь воздуховодов подбирается с таким условием, чтобы в помещениях постоянно поддерживался подпор и исключалась подача наружного воздуха. Это касается приямков, подвалов и иных помещений, в которых есть вероятность скапливания вредных веществ. Дополнительно воздушное охлаждение должно присутствовать на рабочих местах, которые имеют тепловое облучение более 140 Вт/м².
Требования к системам вентиляцииЕсли расчетные данные по системам вентиляции понижают температуру в помещениях до +12°С, то в обязательном порядке нужно предусматривать одновременное отопление. К системам присоединяются отопительные агрегаты соответствующей мощности с целью доведения температурных значений до нормированных государственными стандартами. Если вентиляция монтируется в производственных зданиях или общественных помещениях, в которых постоянно пребывают люди, то нужно предусматривать не менее двух приточных и двух вытяжных постоянно действующих агрегатов. Размер площади воздуховодов должен обеспечивать расчетную величину воздушных потоков. Для соединенных или смежных помещений допускается иметь две системы вытяжки и одну систему притока или наоборот.

Если помещения должны вентилироваться в круглосуточном режиме, то к смонтированным воздуховодам обязательно нужно подключать резервное (аварийное) оборудование. Дополнительные ответвления должны учитываться, по ним делается отдельный расчет площади. Резервный вентилятор можно не устанавливать лишь в случаях если:

1. После выхода из строя системы вентиляции есть возможность быстро остановить рабочий процесс или вывести людей из помещения.
2. Технические параметры аварийной вентиляции полностью обеспечивают требования по чистоте и температуре воздуха в помещениях.

Общие требования к воздуховодамРасчет окончательных параметров воздуховодов должен предусматривать возможность:

1. Монтажа противопожарных клапанов вертикальном или горизонтальном положении.
2. Установки на межэтажных площадках воздушных затворов. Конструктивные особенности устройств должны гарантировать выполнение нормативных требований по аварийному перекрытию отдельных ответвлений вентиляционной системы и предотвращению распространения дыма или огня по всему зданию. При этом длина участка, на котором присоединяются затворы, не должна быть менее двух метров.
3. К каждому поэтажному коллектору может присоединяться не более пяти воздуховодов. Узел соединения создает дополнительное сопротивление воздушному потоку, эту особенность нужно учитывать во время расчета размеров.
4. Установку систем автоматической противопожарной сигнализации. Если привод сигнализации монтируется внутри воздуховода, то при определении его оптимального диаметра следует принимать во внимание уменьшение эффективного диаметра и появление дополнительного сопротивления воздушному потоку из-за завихрений. Такие же требования выдвигаются при установке обратных клапанов, предупреждающих протекание вредных химических соединений из одного производственного помещения в другое.

Воздуховоды из негорючих материалов должны устанавливаться для систем вентиляции с отсосом пожароопасных продуктов или с температурой более +80°С. Главные транзитные участки вентиляции должны быть металлическими. Кроме того, металлические воздуховоды монтируются на чердачных помещениях, в технических комнатах, в подвалах и подпольях.

Общие потери воздуха для фасонных изделий определяются по формуле:

Где р – удельные потери давления на квадратный метр развернутого сечения воздуховода, ∑Ai – обща развернутая площадь. В пределах одной схемы монтажа системы вентиляции потери можно принимать по таблице.

Во время расчетов размеров воздуховодов в любом случае понадобится инженерная помощь, сотрудники нашей компании имеют достаточно знаний для решения всех технических вопросов.

Выбор и расчет сечений воздуховодов.

Расчет сечения вентиляционной трубы. Как рассчитать сечение и диаметр воздуховода

Комментариев:

• Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов
• Расчет габаритов воздухопровода
• Подбор габаритов под реальные условия

Для передачи приточного или вытяжного воздуха от вентиляционных установок в гражданских или производственных зданиях применяются воздухопроводы различной конфигурации, формы и размера. Зачастую их приходится прокладывать по существующим помещениям в самых неожиданных и загроможденных оборудованием местах. Для таких случаев правильно рассчитанное сечение воздуховода и его диаметр играют важнейшую роль.

Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов

На проектируемых или вновь строящихся объектах удачно проложить трубопроводы вентиляционных систем не составляет большой проблемы – достаточно согласовать месторасположение систем относительно рабочих мест, оборудования и других инженерных сетей. В действующих промышленных зданиях это сделать гораздо сложнее в силу ограниченного пространства.

Этот и еще несколько факторов оказывают влияние на расчет диаметра воздуховода:

1. Один из главных факторов – это расход приточного или вытяжного воздуха за единицу времени (м 3 /ч), который должен пропустить данный канал.
2. Пропускная способность также зависит от скорости воздуха (м/с). Она не может быть слишком маленькой, тогда по расчету размер воздухопровода выйдет очень большим, что экономически нецелесообразно. Слишком высокая скорость может вызвать вибрации, повышенный уровень шума и мощности вентиляционной установки. Для разных участков приточной системы рекомендуется принимать различную скорость, ее значение лежит в пределах от 1.5 до 8 м/с.
3. Имеет значение материал воздуховода. Обычно это оцинкованная сталь, но применяются и другие материалы: различные виды пластмасс, нержавеющая или черная сталь. У последней самая высокая шероховатость поверхности, сопротивление потоку будет выше, и размер канала придется принять больше. Значение диаметра следует подбирать согласно нормативной документации.

В Таблице 1 представлена нормаль размеров воздуховодов и толщина металла для их изготовления.

Таблица 1

Примечание: Таблица 1 отражает нормаль не полностью, а только самые распространенные размеры каналов.

Воздуховоды производят не только круглой, но и прямоугольной и овальной формы. Их размеры принимаются через значение эквивалентного диаметра. Также новые методы изготовления каналов позволяют использовать металл меньшей толщины, при этом повышать в них скорость без риска вызвать вибрации и шум. Это касается спирально-навивных воздухопроводов, они имеют высокую плотность и жесткость.

Вернуться к оглавлению

Расчет габаритов воздухопровода

Сначала необходимо определиться с количеством приточного или вытяжного воздуха, которое требуется доставить по каналу в помещение. Когда эта величина известна, площадь сечения (м 2) рассчитывают по формуле:

В этой формуле:

• ϑ – скорость воздуха в канале, м/с;
• L – расход воздуха, м 3 /ч;
• S – площадь поперечного сечения канала, м 2 ;

Для того чтобы связать единицы времени (секунды и часы), в расчете присутствует число 3600.

Диаметр воздуховода круглого сечения в метрах можно высчитать исходя из площади его сечения по формуле:

S = π D 2 / 4, D 2 = 4S / π, где D – величина диаметра канала, м.

Порядок расчета размера воздухопровода следующий:

1. Зная расход воздуха на данном участке, определяют скорость его движения в зависимости от назначения канала. В качестве примера можно принять L = 10 000 м 3 /ч и скорость 8 м/с, так как ветка системы – магистральная.
2. Вычисляют площадь сечения: 10 000 / 3600 х 8 = 0.347 м 2 , диаметр будет – 0,665 м.
3. По нормали принимают ближайший из двух размеров, обычно берут тот, который больше. Рядом с 665 мм есть диаметры 630 мм и 710 мм, следует взять 710 мм.
4. В обратном порядке производят расчет действительной скорости воздушной смеси в воздухопроводе для дальнейшего определения мощности вентилятора. В данном случае сечение будет: (3.14 х 0.71 2 / 4) = 0.4 м 2 , а реальная скорость – 10 000 / 3600 х 0.4 = 6.95 м/с.
5. В том случае если необходимо проложить канал прямоугольной формы, его габариты подбирают по рассчитанной площади сечения, эквивалентного круглому. То есть высчитывают ширину и высоту трубопровода так, чтобы площадь равнялась 0.347 м 2 в данном случае. Это может быть вариант 700 мм х 500 мм или 650 мм х 550 мм. Такие воздухопроводы монтируют в стесненных условиях, когда место для прокладки ограничено технологическим оборудованием или другими инженерными сетями.

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
z
— потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).

1. Потери на трение:

В круглом воздуховоде потери давления на трение Pтр
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
y
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:

1. Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
2. Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
3. Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
4. Вычисляем потери давления на трение Pтр.
5. По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
6. Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.

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

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.

1. В зависимости от назначения помещения по таблице допустимых скоростей воздуха выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.
2. По определенной в п.1 скорости и на основании проектного расхода воздуха находят начальную потерю напора (на 1 м длины воздуховода). Для этого служит нижеприведенная диаграмма.
3. Определяют самую нагруженную ветвь, и ее длину принимают за эквивалентную длину воздухораспределительной системы. Чаще всего это расстояние до самого дальнего диффузора.
4. Умножают эквивалентную длину системы на потерю напора из п.2. К полученному значению прибавляют потерю напора на диффузорах.
5. 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.

Замечания:

1. Если позволяет пространство, лучше выбирать круглые или квадратные воздуховоды.
2. 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

Параметры показателей микроклимата определяются положениями ГОСТ 12.1.2.1002-00, 30494-96, СанПин 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. На основании существующих государственных нормативных актов разработан Свод правил СП 60.13330.2012. Скорость воздуха в должна обеспечивать выполнение существующих норм.

Что учитывается при определении скорости движения воздуха

Для правильного выполнения расчетов проектировщики должны выполнять несколько регламентируемых условий, каждое из них имеет одинаково важное значение. Какие параметры зависят от скорости движения воздушного потока?

Уровень шума в помещении

В зависимости от конкретного использования помещений санитарные нормы устанавливают следующие показатели максимального звукового давления.

Таблица 1. Максимальные значения уровня шума.

Превышение параметров допускается только в кратковременном режиме во время пуска/остановки вентиляционной системы или дополнительного оборудования.
Уровень вибрации в помещении
Во время работы вентиляторов продуцируется вибрация. Показатели вибрации зависят от материала изготовления воздуховодов, способов и качества виброгасящих прокладок и скорости движения воздушного потока по воздуховодам. Общие показатели вибрации не могут превышать установленные государственными организациями предельные значения.

Таблица 2. Максимальные показатели допустимой вибрации.

При расчетах подбирается оптимальная скорость воздуха, не усиливающая вибрационные процессы и связанные с ними звуковые колебания. Система вентиляции должна поддерживать в помещениях определенный микроклимат.

Значения по скорости движения потока, влажности и температуре содержатся в таблице.

Таблица 3. Параметры микроклимата.

Еще один показатель, принимаемый во внимание во время расчета скорости потока – кратность обмена воздуха в системах вентиляции. С учетом их использования санитарные нормы устанавливают следующие требования по воздухообмену.

Таблица 4. Кратность воздухообмена в различных помещениях.

Алгоритм расчетов
Скорость воздуха в воздуховоде определяется с учетом всех вышеперечисленных условий, технические данные указываются заказчиком в задании на проектирование и монтаж вентиляционных систем. Главный критерий при расчетах скорости потока – кратность обмена. Все дальнейшие согласования делаются за счет изменения формы и сечения воздуховодов. Расход в зависимости от скорости и диаметра воздуховода можно взять из таблицы.

Таблица 5. Расход воздуха в зависимости от скорости потока и диаметра воздуховода.

Самостоятельный расчет

К примеру, в помещении объемом 20 м 3 согласно требованиям санитарных норм для эффективной вентиляции нужно обеспечить трехкратную смену воздуха. Это значит, что за один час сквозь воздуховод должно пройти не менее L = 20 м 3 ×3= 60 м 3 . Формула расчета скорости потока V= L / 3600× S, где:

V – скорость потока воздуха в м/с;

L – расход воздуха в м 3 /ч;

S – площадь сечения воздуховодов в м 2 .

Возьмем круглый воздуховод Ø 400 мм, площадь сечения равняется:

В нашем примере S = (3.14×0,4 2 м)/4=0,1256 м 2 . Соответственно, для обеспечения нужной кратности обмена воздуха (60 м 3 /ч) в круглом воздуховоде Ø 400 мм (S = 0,1256 м 3) скорость воздушного потока равняется: V= 60/(3600×0,1256) ≈ 0,13 м/с.

С помощью этой же формулы при заранее известной скорости можно рассчитать объем воздуха, перемещающийся по воздуховодам в единицу времени.

L = 3600×S (м 3)×V(м/с). Объем (расход) получается в квадратных метрах.

Как уже описывалось ранее, от скорости воздуха зависят и показатели шумности вентиляционных систем. Для минимизации негативного влияния этого явления инженеры сделали расчеты максимально допустимых скоростей воздуха для различных помещений.

По такому же алгоритму определяется скорость воздуха в воздуховоде при расчете подачи тепла, устанавливаются поля допусков для минимизации потерь на содержание зданий в зимний период времени, подбираются вентиляторы по мощности. Данные по воздушному потоку требуются и для уменьшения потерь давления, а это позволяет повышать коэффициент полезного действия вентиляционных систем и сокращает потребление электрической энергии.

Расчет выполняется по каждому отдельному участку, с учетом полученных данных подбираются параметры главных магистралей по диаметру и геометрии. Они должны успевать пропускать откачанный воздух из всех отдельных помещений. Диаметр воздуховодов выбирается таким образом, чтобы минимизировать шумность и потери на сопротивление. Для расчетов кинематической схемы важны все три показатели вентиляционной системы: максимальный объем нагнетаемого/удаляемого воздуха, скорость передвижения воздушных масс и диаметр воздуховодов. Работы по расчету вентиляционных систем относятся к категории сложных с инженерной точки зрения, выполнять их могут только профессиональные специалисты со специальным образованием.

Для обеспечения постоянных значений скорости воздуха в каналах с различным сечением используются формулы:

После расчета за окончательные данные принимаются ближайшие значения стандартных трубопроводов. За счет этого уменьшается время монтажа оборудования и упрощается процесс его периодического обслуживания и ремонта. Еще один плюс – уменьшение сметной стоимости вентиляционной системы.

Для воздушного обогрева жилых и производственных помещений скорости регулируются с учетом температуры теплоносителя на входе и выходе, для равномерного рассеивания потока теплого воздуха продумывается схема монтажа и размеры вентиляционных решеток. Современные системы воздушного обогрева предусматривают возможность автоматической регулировки скорости и направления потоков. Температура воздуха не может превышать +50°С на выходе, расстояние до рабочего места не менее 1,5 м. Скорость подачи воздушных масс нормируется действующими государственными стандартами и отраслевыми актами.

Во время расчетов по требованию заказчиков может учитываться возможность монтажа дополнительных ответвлений, с этой целью предусматривается запас производительности оборудования и пропускной способности каналов. Скорости потока рассчитываются таким образом, чтобы после увеличения мощности вентиляционных систем они не создавали дополнительную звуковую нагрузку на присутствующих в помещении людей.

Выбор диаметров выполняется от минимально приемлемого, чем меньше габариты – тем универсальное система вентиляции, тем дешевле обходится ее изготовление и монтаж. Системы местных отсосов рассчитываются отдельно, могут работать как в автономном режиме, так и подключаться к существующим вентиляционным системам.

Государственные нормативные документы устанавливают рекомендованные скорости движения в зависимости от расположения и назначения воздуховодов. При расчетах нужно придерживаться этих параметров.

Внутри помещений воздух не может двигаться со скоростью более 0,3 м/с, допускается кратковременное превышение параметра не более чем 30%. Если в помещении имеется две системы, то скорость воздуха в каждой из них должна обеспечивать не менее 50% расчетного объема подачи или удаления воздуха.

Пожарные организации выдвигают свои требования по скорости перемещения воздушных масс в воздуховодах в зависимости от категории помещения и особенностей технологического процесса. Нормативы направлены на уменьшение скорости распространения дыма или огня по воздуховодам. В случае необходимости на вентиляционных системах должны устанавливаться клапаны и отсекатели. Срабатывание устройств происходит после сигнала датчика или выполняется вручную ответственным лицом. В одну систему вентиляции можно подключать только определенные группы помещений.

В холодный период времени в отапливаемых зданиях температура воздуха в результате функционирования вентиляционной системы не может понижаться ниже нормируемых. Нормируемая температура обеспечивается до начала рабочей смены. В теплый период времени эти требования не актуальны. Движение воздушных масс не должно ухудшать предусмотренные СанПин 2.1.2.2645 нормативы. Для достижения нужных результатов во время проектирования систем изменяется диаметр воздуховодов, мощность и количество вентиляторов и скорости потока.

Принимаемые расчетные данные по параметрам движения в воздуховодах должны обеспечивать:

1. Выполнение параметров микроклимата в помещениях, поддержку качества воздуха в регламентируемых пределах. При этом принимаются меры по снижению непродуктивных тепловых потерь. Данные берутся как из существующих нормативных документов, так и из технического задания заказчиков.
2. Скорость движения воздушных масс в рабочих зонах не должна вызывать сквозняки, обеспечивать приемлемую комфортность пребывания в помещении. Механическая вентиляция предусматривается только в тех случаях, когда добиться желаемых результатов за счет естественной невозможно. Кроме этого, механическая вентиляция обязательно монтируется в цехах с вредными условиями труда.

Во время расчетов показателей движения воздуха в системах с естественной вентиляцией берется среднегодовое значение разности плотности внутреннего и наружного воздуха. Минимальные фактические данные по производительности должны обеспечивать допустимые нормативные значения кратности обмена воздуха.

Воздуховоды — диаметр и площадь поперечного сечения

Круглые вентиляционные каналы и площади поперечного сечения — британские единицы

Круглые вентиляционные каналы и площади поперечного сечения — метрические единицы

Загрузите и распечатайте диаграмму поперечного сечения воздуховодов круглого сечения.

Поперечное сечение воздуховода — обзор

4 ТОЧНЫЕ ИЛИ ПРИБЛИЖЕННЫЕ РЕШЕНИЯ ПО КОНФОРМАЦИИ

Любое поперечное сечение воздуховода, которое может быть отображено точно или приблизительно с помощью конформного преобразования на единичную окружность или концентрические окружности, можно проанализировать с помощью этого метода.Тао рассмотрел кардиоидный канал [82,83], шестиугольный канал [82] и лимит Паскаля [83] в качестве граничного условия и кардиоидный канал [84] в качестве граничного условия. Тао в своем анализе включил влияние источников тепловой энергии, но пренебрег эффектами вязкой диссипации и работы потока в жидкости.

В серии статей [85–89] Састри использовал точные и приближенные методы конформного отображения для решения ламинарных задач скорости и температуры. В [85] он применил метод Тао [83] для криволинейных многоугольных каналов.В [86] он рассмотрел общую функцию отображения степенного ряда с конкретными примерами кардиоидных и овалоидных каналов. В [87,88] он использовал метод переменных Шварца – Неймана (приближенный метод конформного отображения). Примеры были разработаны для двух двусвязных геометрий воздуховода: (1) внешняя граница — круг, внутренняя граница — эллипс [87]; и (2) внешняя граница — круг, внутренняя граница — квадрат с закругленными углами [88]. В вышеупомянутой работе были решены задачи как скорости, так и температуры.В [89] Састри представил решение проблемы скорости для концентрических и эксцентрических кольцевых каналов, конфокальных эллиптических каналов и эллиптических каналов с центральным круглым сердечником, используя функцию отображения двойной бесконечной последовательной формы.

Тьяги расширил работу Тао, включив эффект вязкой диссипации в граничное условие для равносторонних треугольных и эллиптических каналов [63], а также граничное условие для кардиоидного канала [90]. Тьяги также расширил работу Тао, включив вязкую диссипацию и работу потока для граничных условий [64] и [91] для кардиоидного канала.Iqbal et al. [92] решил температурную проблему для эллиптических каналов, используя технику конформного отображения.

Casarella et al. [93] предложил приблизительную технику конформного отображения теплового входа Nu _{x , T} для воздуховода произвольного поперечного сечения с граничным условием. В качестве асимптоты Nu _T можно рассчитать на основе результатов для Nu _{x , T} . Только проблемы снарядного потока и проблема Гретца (как определено на стр.99) были решены Casarella et al.

Размеры, расчет и проектирование воздуховодов для обеспечения эффективности

как спроектировать систему воздуховодов ws

Как спроектировать систему воздуховодов. В этой статье мы узнаем, как рассчитать и спроектировать систему воздуховодов для повышения эффективности. Мы включим полностью проработанный пример, а также моделирование CFD для оптимизации производительности и эффективности с помощью SimScale. Прокрутите вниз, чтобы просмотреть БЕСПЛАТНЫЙ видеоурок на YouTube!

🏆🏆🏆 Создайте бесплатную учетную запись SimScale для тестирования облачной платформы моделирования CFD здесь: https: // www.simscale.com/ Имея более 100 000 пользователей по всему миру, SimScale представляет собой революционную облачную платформу CAE, которая дает мгновенный доступ к технологиям моделирования CFD и FEA для быстрого и легкого виртуального тестирования, сравнения и оптимизации конструкций в нескольких отраслях, включая HVAC , AEC и электроника .

Методы проектирования воздуховодов

Существует множество различных методов, используемых для проектирования систем вентиляции, наиболее распространенными из которых являются:

• Метод снижения скорости: (жилые или небольшие коммерческие установки)
• Метод равного трения: (от среднего до большого размера коммерческие установки)
• Восстановление статического электричества: Очень большие установки (концертные залы, аэропорты и промышленные объекты)

Мы собираемся сосредоточиться на методе равного трения в этом примере, поскольку это наиболее распространенный метод, используемый для коммерческих систем HVAC и просто следовать.

Пример проектирования

План здания

Итак, мы сразу перейдем к проектированию системы. Мы возьмем небольшое инженерное бюро в качестве примера, и мы хотим сделать чертеж плана здания, который мы будем использовать для проектирования и расчетов. Это действительно простое здание, в нем всего 4 офиса, коридор и механическое помещение, в котором будут расположены вентилятор, фильтры и воздухонагреватель или охладитель.

Нагрузка на отопление и охлаждение в здании

Первое, что нам нужно сделать, это рассчитать нагрузку на отопление и охлаждение для каждой комнаты.Я не буду рассказывать, как это сделать, в этой статье, нам придется рассказать об этом в отдельном руководстве, поскольку это отдельная предметная область.

Когда они у вас есть, просто сложите их вместе, чтобы найти самую большую нагрузку, так как нам нужно определить размер системы, чтобы она могла работать при пиковом спросе. Охлаждающая нагрузка обычно самая высокая, как в данном случае.

Теперь нам нужно преобразовать охлаждающую нагрузку в объемный расход, но для этого нам сначала нужно преобразовать это в массовый расход, поэтому мы используем формулу:

mdot = Q / (cp x Δt)

Рассчитать массовый расход воздуха скорость от охлаждающей нагрузки

Где mdot означает массовый расход (кг / с), Q — охлаждающая нагрузка помещения (кВт), cp — удельная теплоемкость воздуха (кДж / кг.K), а Δt — разница температур между расчетной температурой воздуха и расчетной температурой обратки. Просто отметим, что в качестве стандарта мы будем использовать cp 1,026 кДж / кг.k., а дельта T должна быть меньше 10 * C, поэтому мы будем использовать 8 * c.

Нам известны все значения этого параметра, поэтому мы можем рассчитать массовый расход (сколько килограммов в секунду воздуха необходимо для поступления в комнату). Если мы посмотрим на расчет для помещения 1, то увидим, что он требует 0,26 кг / с. Поэтому мы просто повторяем этот расчет для остальной части комнаты, чтобы найти все значения массового расхода.

Расчет массового расхода воздуха для каждой комнаты

Теперь мы можем преобразовать их в объемный расход. Для этого нам нужен определенный объем или плотность воздуха. Мы укажем 21 * c и примем атмосферное давление 101,325 кПа. Мы можем найти это в наших таблицах свойств воздуха, но я предпочитаю использовать онлайн-калькулятор http://bit.ly/2tyT8yp, поскольку он работает быстрее. Мы просто добавляем эти числа и получаем плотность воздуха 1,2 кг / м3.

Вы видите, что плотность измеряется в кг / м3, но нам нужен удельный объем, который составляет м3 / кг, поэтому для преобразования мы просто возьмем обратное, что означает вычисление 1.-1), чтобы получить ответ 0,83 м3 / кг.
Теперь, когда у нас есть возможность рассчитать объемный расход по формуле:

vdot = mdot, умноженное на v.

Рассчитайте объемный расход воздуха, исходя из массового расхода

, где vdot равно объемному расходу, mdot равно массовому расходу скорость комнаты и v равна удельному объему, который мы только что рассчитали.
Итак, если мы опустим эти значения для помещения 1, мы получим объемный расход 0,2158 м3 / с, то есть сколько воздуха необходимо для входа в комнату, чтобы удовлетворить охлаждающую нагрузку.Так что просто повторите этот расчет для всех комнат.

Объемный расход воздуха в здании — размер воздуховода

Теперь мы нарисуем наш маршрут воздуховода на плане этажа, чтобы мы могли начать его размер.

Схема воздуховодов

Прежде чем мы продолжим, нам нужно рассмотреть некоторые вещи, которые будут играть большую роль в общей эффективности системы.

Соображения по конструкции

Первый вопрос — форма воздуховода. Воздуховоды бывают круглой, прямоугольной и плоскоовальной формы.Круглый воздуховод, безусловно, является наиболее энергоэффективным типом, и это то, что мы будем использовать в нашем рабочем примере позже. Если мы сравним круглый воздуховод с прямоугольным, мы увидим, что:

Сравнение круглого воздуховода и прямоугольного воздуховода

Круглый воздуховод с площадью поперечного сечения 0,6 м2 имеет периметр 2,75 м
Прямоугольный воздуховод с равной площадью поперечного сечения имеет периметр 3,87 м
Таким образом, прямоугольный воздуховод требует больше металла для своей конструкции, что увеличивает вес и стоимость конструкции.Более крупный периметр также означает, что больше воздуха будет контактировать с материалом, и это увеличивает трение в системе. Трение в системе означает, что вентилятор должен работать интенсивнее, а это приводит к более высоким эксплуатационным расходам. По возможности всегда используйте круглый воздуховод, хотя во многих случаях необходимо использовать прямоугольный воздуховод, поскольку пространство ограничено.

Падение давления в воздуховодах

Второе, что следует учитывать, — это материал, из которого изготовлены воздуховоды, и шероховатость этого материала, поскольку он вызывает трение. Например, если у нас есть два воздуховода с одинаковыми размерами, объемным расходом и скоростью, единственная разница заключается в материале.Один изготовлен из стандартной оцинкованной стали, другой — из стекловолокна, перепад давления на расстоянии 10 м для этого примера составляет около 11 Па для оцинкованной стали и 16 Па для стекловолокна.

Энергоэффективная арматура для воздуховодов

Третье, что мы должны учитывать, это динамические потери, вызванные арматурой. Мы хотим использовать максимально гладкую фурнитуру для повышения энергоэффективности. Например, используйте изгибы с большим радиусом, а не под прямым углом, поскольку резкое изменение направления тратит огромное количество энергии.

Моделирование воздуховодов CFD

Мы можем быстро и легко сравнить характеристики воздуховодов различных конструкций с помощью CFD или вычислительной гидродинамики. Эти симуляции были произведены с использованием революционной облачной инженерной платформы CFD и FEA компанией SimScale, которая любезно спонсировала эту статью.
Вы можете получить доступ к этому программному обеспечению бесплатно, щелкнув здесь, и они предлагают несколько различных типов учетных записей в зависимости от ваших потребностей моделирования.

SimScale не ограничивается проектированием воздуховодов, он также используется для центров обработки данных, приложений AEC, проектирования электроники, а также для теплового и структурного анализа.

Просто взгляните на их сайт, и вы можете найти тысячи симуляторов для всего, от зданий, систем отопления, вентиляции и кондиционирования, теплообменников, насосов и клапанов до гоночных автомобилей и самолетов, которые можно скопировать и использовать в качестве шаблонов для вашего собственного дизайна. анализ.

Они также предлагают бесплатные вебинары, курсы и учебные пособия, которые помогут вам настроить и запустить собственное моделирование. Если, как и я, у вас есть некоторый опыт создания симуляций CFD, то вы знаете, что такое программное обеспечение обычно очень дорогое, и вам также понадобится мощный компьютер для его запуска.

Однако с SimScale все можно сделать из веб-браузера. Поскольку платформа основана на облаке, их серверы выполняют всю работу, и мы можем получить доступ к нашим проектным симуляциям из любого места, что значительно упрощает нашу жизнь как инженеров.

Итак, если вы инженер, дизайнер, архитектор или просто кто-то заинтересован в испытании технологии моделирования, я настоятельно рекомендую вам проверить это программное обеспечение, получить бесплатную учетную запись, перейдя по этой ссылке.

CFD конструкция воздуховодов стандартная и оптимизированная

Теперь, если мы посмотрим на сравнение двух конструкций, мы увидим стандартную конструкцию слева и более эффективную конструкцию справа, оптимизированную с помощью simscale.В обеих конструкциях используется скорость воздуха 5 м / с, цвета представляют скорость: синий означает низкую скорость, а красный — области высокой скорости.

Стандартный дизайн воздуховодов

Из цветовой шкалы скорости и линий тока видно, что на рисунке слева впускаемый воздух напрямую ударяет по резким поворотам, присутствующим в системе, что вызывает увеличение статического давления. Резкие повороты вызывают появление большого количества областей рециркуляции внутри воздуховодов, что препятствует плавному движению воздуха.

Тройник на дальнем конце главного воздуховода заставляет воздух внезапно делиться и менять направление. Здесь наблюдается большой обратный поток, который снова увеличивает статическое давление и снижает количество подаваемого воздуха.

Высокая скорость в основном воздуховоде, вызванная резкими поворотами и резкими изгибами, снижает поток в 3 ветви на оставил.

Оптимизированная конструкция воздуховодов с энергоэффективностью

Если теперь мы сосредоточимся на оптимизированной конструкции справа, мы увидим, что используемые фитинги имеют гораздо более гладкий профиль без внезапных препятствий, рециркуляции или обратного потока, что значительно улучшает скорость воздушного потока в системе.В дальнем конце основного воздуховода воздух делится на две ветви через пологую изогнутую тройниковую секцию. Это позволяет воздуху плавно менять направление и, таким образом, не происходит резкого увеличения статического давления, а скорость потока воздуха в комнаты резко увеличивается.

Три ответвления в главном воздуховоде теперь получают равный воздушный поток, что значительно улучшает конструкцию. Это связано с тем, что дополнительная ветвь теперь питает три меньшие ветви, позволяя некоторой части воздуха плавно отделяться от основного потока и поступать в эти меньшие ветви.

С учетом этих соображений мы можем вернуться к конструкции воздуховода.

Этикетки для воздуховодов и фитингов

Теперь нам нужно пометить каждую секцию воздуховодов, а также фитинги буквой. Обратите внимание, что мы разрабатываем здесь только очень простую систему, поэтому я включил только воздуховоды и базовую арматуру, я не включил такие вещи, как решетки, впускные отверстия, гибкие соединения, противопожарные клапаны и т. Д.

Теперь мы хотим создать таблицу с строки, помеченные как в примере. Каждому воздуховоду и штуцеру нужен отдельный ряд. Если воздушный поток разделяется, например, в тройнике, тогда нам нужно добавить линию для каждого направления, мы увидим это позже в статье.

Просто добавьте буквы в отдельные строки и укажите, какой тип фитинга или воздуховода соответствует.

Диаграмма расхода воздуха в воздуховодах

Мы можем начать вводить некоторые данные, сначала мы можем включить объемный расход для каждого из ответвлений, это просто, поскольку это просто объемный расход для помещения, которое оно обслуживает. Вы можете видеть на диаграмме, которую я заполнил.

Схема воздуховодов Расходы в основных воздуховодах

Затем мы можем приступить к определению размеров главных воздуховодов. Для этого убедитесь, что вы начинаете с самого дальнего главного воздуховода.Затем мы просто складываем объемные расходы для всех ответвлений после этого. Для главного воздуховода G мы просто суммируем ветви L и I. Для D это просто сумма L I и F, а для воздуховода A — это сумма L, I, F и C. Просто введите их в таблицу.

Из чернового чертежа мы измеряем длину каждой секции воздуховода и заносим ее в таблицу.

Размеры воздуховодов — Как определить размеры воздуховодов

Для определения размеров воздуховодов вам понадобится таблица размеров воздуховодов. Вы можете получить их у производителей воздуховодов или в отраслевых организациях, таких как CIBSE и ASHRAE.Если у вас его нет, вы можете найти их по следующим ссылкам. Ссылка 1 и Ссылка 2

Эти диаграммы содержат много информации. Мы можем использовать их, чтобы найти падение давления на метр, скорость воздуха, объемный расход, а также размер воздуховода. Схема диаграммы может немного отличаться в зависимости от производителя, но в этом примере вертикальные линии показывают падение давления на метр воздуховода. Горизонтальные линии показывают объемный расход. Нисходящие диагональные линии соответствуют скорости, восходящие диагональные линии — диаметру воздуховода.

Мы начинаем определение размеров с первого главного воздуховода, который является секцией А. Чтобы ограничить шум в этом разделе, мы укажем, что максимальная скорость может составлять не более 5 м / с. Мы знаем, что для этого воздуховода также требуется объемный расход 0,79 м3 / с, поэтому мы можем использовать скорость и объемный расход, чтобы найти недостающие данные.

Пример размера воздуховода

Возьмем диаграмму и прокрутим ее снизу слева, пока не достигнем объемного расхода 0,79 м3 / с. Затем мы определяем точку, где линия скорости составляет 5 м / с, и проводим линию поперек, пока не достигнем ее.Затем, чтобы найти перепад давления, мы проводим вертикальную линию вниз от этого пересечения. В данном случае мы видим, что он составляет 0,65 Па на метр. Так что добавьте эту цифру в диаграмму. Поскольку мы используем метод равного падения давления, мы можем использовать это падение давления для всех длин воздуховодов, поэтому заполните и их. Затем мы снова прокручиваем вверх и выравниваем наше пересечение с направленными вверх диагональными линиями, чтобы увидеть, что для этого требуется воздуховод диаметром 0,45 м, поэтому мы также добавляем его в таблицу.

Нам известны объемный расход и падение давления, поэтому теперь мы можем рассчитать значения для секции C, а затем для остальных воздуховодов.

Для остальных воздуховодов мы используем тот же метод.

Подбор размеров воздуховода, метод равного давления

На диаграмме мы начинаем с рисования линии от 0,65 Па / м на всем протяжении вверх, а затем проводим линию поперек нашего требуемого объемного расхода, в данном случае для секции C нам нужно 0,21 м3 / с . На этом пересечении мы проводим линию, чтобы найти скорость, и мы видим, что она попадает в пределы линий 3 и 4 м / с, поэтому нам нужно оценить значение, в этом случае оно составляет около 3,6 м / с, поэтому мы добавляем что к диаграмме.Затем мы рисуем еще одну линию на другой диагональной сетке, чтобы найти диаметр нашего воздуховода, который в данном случае составляет около 0,27 м, и мы тоже добавим его в таблицу.

Повторяйте этот последний процесс для всех оставшихся воздуховодов и ответвлений, пока таблица не будет заполнена.

Теперь найдите общие потери в воздуховоде для каждого воздуховода и ответвления. Это очень легко сделать, просто умножив длину воздуховода на падение давления на метр. В нашем примере мы обнаружили, что оно составляет 0,65 Па / м. Проделайте то же самое со всеми воздуховодами и ответвлениями на столе.

Подбор размеров фитингов для воздуховодов

Первый фитинг, который мы рассмотрим, это изгиб 90 * между воздуховодами J и L

Для этого мы ищем наш коэффициент потерь для изгиба от производителя или промышленного органа, вы можете найти, что нажав на эту ссылку.

Коэффициент потерь давления в фитинге колена воздуховода

В этом примере мы видим, что коэффициент равен 0,11

Затем нам нужно рассчитать динамические потери, вызванные изгибом, изменяющим направление потока. Для этого мы используем формулу Co, умноженную на rho, умноженную на v в квадрате, деленную на 2, где co — наш коэффициент, rho — плотность воздуха, а v — скорость.

Формула потери давления на изгибе воздуховода

Мы уже знаем все эти значения, поэтому, если мы опустим цифры, мы получим ответ 0,718 паскаля. Так что просто добавьте это в таблицу. (Посмотрите видео внизу страницы, чтобы узнать, как это вычислить).

Потери давления на тройнике в воздуховоде

Следующий фитинг, который мы рассмотрим, это тройник, который соединяет основной воздуховод с ответвлениями. Мы будем использовать пример тройника с буквой H между G и J в системе. Теперь для этого нам нужно учесть, что воздух движется в двух направлениях, прямо насквозь, а также сворачивает в ответвление, поэтому нам нужно выполнить расчет для обоих направлений.

Если мы посмотрим на воздух, движущийся по прямой, то сначала мы найдем соотношение скоростей, используя формулу скорости на выходе, деленной на скорость на входе. В этом примере выход воздуха составляет 3,3 м / с, а входящий воздух — 4 м / с, что дает us 0,83

Затем мы выполняем еще один расчет, чтобы найти отношение площадей, для этого используется формула: диаметр вне квадрата, деленный на диаметр в квадрате. В этом примере выходной диаметр составляет 0,24 м, а внутренний диаметр — 0,33 м, поэтому, если мы возведем их в квадрат, а затем разделим, мы получим 0.53

Теперь мы ищем фитинги, которые мы используем, от производителя или отраслевого органа, снова ссылка здесь для этого.

Размер тройника для воздуховода

В руководствах мы находим две таблицы, одна из которых зависит от направления потока. Мы используем прямое направление, поэтому определяем ее местоположение и затем просматриваем каждое соотношение, чтобы найти коэффициент потерь. Здесь вы можете увидеть, что оба рассчитанных нами значения попадают между значениями, указанными в таблице, поэтому нам необходимо выполнить билинейную интерполяцию. Чтобы сэкономить время, мы просто воспользуемся онлайн-калькулятором, чтобы найти это, ссылка здесь (посмотрите видео, чтобы узнать, как выполнить билинейную интерполяцию).

Мы заполняем наши значения и находим ответ 0,143

Расчет потерь давления в тройнике

Теперь мы рассчитываем динамические потери для прямого пути через тройник, используя формулу co, умноженную на rho, умноженную на v в квадрате, деленную на 2. Если мы опускаем наши значения и получаем ответ в 0,934 паскаля, так что добавьте это в таблицу.

Затем мы можем рассчитать динамические потери для воздуха, который превращается в изгиб. Для этого мы используем те же формулы, что и раньше. Выходная скорость рассчитывается по скорости, чтобы найти наше соотношение скоростей.Затем мы находим соотношение площадей, используя формулу: диаметр вне квадрата, деленный на диаметр в квадрате. Мы берем наши значения из нашей таблицы и используем 3,5 м / с, разделенные на 4 м / с, чтобы получить 0,875 для отношения скоростей, и мы используем 0,26 м в квадрате, деленные на 0,33 м в квадрате, чтобы получить 0,62 для отношения площадей.

Изгиб фитинга тройника с потерями

Затем мы используем таблицу изгиба для тройника, опять же между значениями, указанными в таблице, поэтому нам нужно найти числа, используя билинейную интерполяцию. Мы опускаем значения, чтобы получить ответ 0.3645 паскалей. Так что просто добавьте это в таблицу.

Теперь повторите этот расчет для других тройников и фитингов, пока таблица не заполнится.

Поиск индексного участка — размер воздуховода

Затем нам нужно найти индексный участок, который является участком с наибольшим падением давления. Обычно это самый длинный пробег, но он также может быть пробегом с наибольшим количеством приспособлений.

Это легко найти, сложив все потери давления от начала до выхода каждой ветви.

Например, чтобы добраться от A до C, мы теряем 5.04 Па
A (1,3 Па) + B (1,79 Па) + C (1,95 Па)

От A до F мы теряем 8,8 Па
A (1,3 Па) + B (1,7 Па) + D (1,3 Па) + E ( 2,55 Па) + F (1,95)

От A до I мы теряем 10,56
A (1,3 Па) + B (1,7 Па) + D (1,3 Па) + E (1,34 Па) + G (2,6 Па) + H ( 0,36 Па) + I (1,95 Па)

От A до L мы теряем 12,5 Па
A (1,3 Па) + B (1,7 Па) + D (1,3 Па) + E (1,34 Па) + G (2,6 Па) + H (0,93 Па) + J (0,65 Па) + K (0,72 Па) + L (1,95 Па)

Следовательно, вентилятор, который мы используем, должен преодолевать пробег с наибольшими потерями, а именно A — L с 12.5pa, это индексный прогон.

Заслонки воздуховода — балансировка системы

Чтобы сбалансировать систему, нам необходимо добавить заслонки к каждой из ветвей, чтобы обеспечить равный перепад давления во всех, чтобы достичь расчетных расходов в каждой комнате.

Мы можем рассчитать, какой перепад давления должен обеспечивать каждый демпфер, просто вычитая потери в ходе прогона из индексного прогона.

От A до C составляет 12,5 Па — 5,04 Па = 7,46 Па

От A до F составляет 12,5 Па — 8,8 Па = 3,7 Па

От A до I составляет 12.5 Па — 10,56 Па = 1,94 Па

И это наша система воздуховодов. Мы сделаем еще один урок, посвященный дополнительным способам повышения эффективности системы воздуховодов.

Расчет CFM | РаботаACI

Расчет объема воздушного потока (CFM) в вашем ПЛК или системе управления зданием на основе выходных данных датчика перепада давления стоит лишь небольшую часть того, что вы могли бы потратить на дорогие мониторы скорости воздуха или CFM. В этом сообщении блога объясняется, как использовать выходной сигнал датчика перепада давления и простую математику, чтобы найти переменные в следующем уравнении, используемом для расчета объема потока:

CFM = FPM x Площадь поперечного сечения воздуховода

Определение скорости потока , , обычно выражаемое в футах в минуту (FPM), является первым шагом в заполнении переменных нашего уравнения.Чтобы найти скорость потока, мы используем уравнение:

FPM = 4005 x √ΔP (квадратный корень из скоростного давления).

Значение давления скорости будет обеспечиваться преобразователем перепада давления ACI DLP или MLP2, соединенным с дифференциальной трубкой Пито PT, установленной в воздуховоде. PT — это трубка Пито из АБС-пластика, имеющая длину 3, 5,2, 7,5, 9,7 дюйма. Глубина вставки должна охватывать как можно большую ширину воздуховода, не касаясь противоположной стороны.На всем протяжении PT имеется несколько точек отбора проб, причем количество точек отбора проб зависит от длины PT.

Порт «H» трубки Пито PT подключается к порту HIGH датчика перепада давления, а порт «L» — к порту LOW. Разница между показанием общего давления, отслеживаемым на порте «H» ПТ, и статическим давлением, контролируемым на порте «L», и есть давление скорости. Выходной сигнал датчика перепада давления DLP или MLP2 обеспечивает значение давления скорости, которое будет использоваться в нашем уравнении.

Например: Если давление при скорости 0,45 дюйма вод. Ст. измеряется нашим датчиком давления и вводится в наше уравнение, мы видим, что скорость потока составляет 2686 футов в минуту (FPM).

FPM = 4005 x √.45 или FPM = 2,686

Наше решение скорости потока 2686 FPM теперь может быть вставлено в наше уравнение, используемое для расчета объема потока в CFM:

CFM = 2,686 x Площадь поперечного сечения воздуховода

Затем нам нужно определить площадь поперечного сечения воздуховода.

Есть два уравнения для определения площади поперечного сечения воздуховода. Один используется для квадратного или прямоугольного воздуховода, а другой — для круглого воздуховода.

Уравнение для квадратного или прямоугольного воздуховода:
A ( Площадь поперечного сечения воздуховода) = X (высота в футах) x Y (ширина в футах)

Уравнение для круглого воздуховода:
A (площадь поперечного сечения воздуховода) = π x r (радиус воздуховода в футах) ²

Если у нас есть круглый воздуховод диаметром 14 дюймов, радиус будет вдвое меньше, или 7 дюймов, что преобразуется в.585 футов (7 дюймов / 12 дюймов).

Подставляя наши значения в уравнение, мы видим, что площадь поперечного сечения воздуховода равна пи, или 3,14159 умноженное на нашего радиуса, 0,585 в квадрате , что дает нам решение 1,07 квадратных футов .

A = π x 0,585²

A = 1,07 кв. Футов

Теперь, когда мы рассчитали нашу скорость потока ( 2686 FPM), и площадь поперечного сечения воздуховода (1,07 квадратных футов), мы можем рассчитать воздушный поток в кубических футах в минуту для нашего воздуховода диаметром 14 дюймов, используя наше уравнение.

Расход воздуха, куб. Фут / мин = скорость потока в футах в минуту x площадь поперечного сечения воздуховода

CFM = FPM x Площадь поперечного сечения воздуховода

CFM = 2,686 x 1,07 кв. Футов

куб. Фут / мин = 2,874

Скорость воздушного потока = 2,874 куб. Фут / мин

Что такое потеря давления?

Сопротивление воздуха в системе вентиляции в основном определяется скоростью воздуха в этой системе.Сопротивление воздуха растет прямо пропорционально потоку воздуха. Это явление известно как потеря давления. Статическое давление, создаваемое вентилятором, вызывает движение воздуха в системе вентиляции с определенным сопротивлением. Чем выше сопротивление вентиляции в системе, тем меньше воздушный поток вентилятора. Потери на трение в воздуховодах, а также сопротивление сетевого оборудования (фильтр, глушитель, нагреватель, клапаны и демпферы и т. Д.) Можно рассчитать с помощью таблиц и диаграмм, содержащихся в каталоге.Полная потеря давления равна всем значениям потери давления в вентиляционной системе.

Рекомендуемая скорость движения воздуха внутри воздуховодов:

Расчет скорости воздуха в воздуховодах:

V = L / (3600 * F) (м / с)

л — производительность по воздуху [м ³ / час];
F — сечение воздуховода [м ² ];

Рекомендация 1.
Потери давления в системе воздуховодов могут быть уменьшены за счет большего сечения воздуховода, что обеспечивает относительно равномерную скорость воздуха во всей системе. На рисунке ниже показано, как обеспечить относительно равномерную скорость воздуха в системе воздуховодов с минимальной потерей давления.

Рекомендация 2.
Для длинных систем с большим количеством вентиляционных решеток установите вентилятор посередине сети. Такое решение имеет ряд преимуществ. С одной стороны, снижаются потери давления, с другой — используются воздуховоды меньшего размера.

Пример расчета системы вентиляции:

Начните расчет с черчения системы, показывая расположение воздуховода, вентиляционных решеток, вентиляторов, а также длины участков воздуховода между тройниками. Затем рассчитайте объем воздуха в каждой секции.

Для расчета потери давления в секциях 1-6 используйте диаграмму потери давления для круглых воздуховодов. Для этого необходимо определить требуемые диаметры воздуховодов и потери давления при условии допустимого расхода воздуха в воздуховоде.

Участок 1: расход воздуха 200 м ³ / ч. Предположим, что диаметр воздуховода составляет 200 мм, а скорость воздуха составляет 1,95 м / с, тогда потеря давления составляет 0,21 Па / м x 15 м = 3 Па (см. Диаграмму потери давления для воздуховодов).

Раздел 2: такие же расчеты должны быть выполнены с учетом того, что скорость воздуха на этом участке составляет 220 + 350 = 570 м ³ / ч. Предположим, что диаметр воздуховода составляет 250 мм, а скорость воздуха составляет 3,23 м / с, тогда потеря давления равна 0.9 Па / м x 20 м = 18 Па.

Участок 3: Расход воздуха через этот участок составляет 1070 м ³ / ч. Предположим, что диаметр воздуховода составляет 315 мм, а скорость воздуха составляет 3,82 м / с, тогда потеря давления составляет 1,1 Па / м x 20 м = 22 Па.

Секция 4: Расход воздуха через эту секцию составляет 1570 м ³ / ч. Предположим, что диаметр воздуховода составляет 315 мм, а скорость воздуха составляет 5,6 м / с, тогда потеря давления составляет 2,3 Па / м x 20 м = 46 Па.

Секция 5: Расход воздуха через эту секцию составляет 1570 м ³ / ч.Предположим, что диаметр воздуховода составляет 315 мм, а скорость воздуха составляет 5,6 м / с, тогда потеря давления составляет 2,3 Па / м x 1 м = 23 Па.

Секция 6: Расход воздуха через эту секцию составляет 1570 м ³ / ч. Предположим, что диаметр воздуховода составляет 315 мм, а скорость воздуха составляет 5,6 м / с, тогда потеря давления составляет 2,3 Па / м x 10 м = 23 Па. Общее давление воздуха в системе воздуховодов составляет 114,3 Па.

По окончании расчета потерь давления в последней секции можно приступить к расчету потерь давления в элементах сети, таких как глушитель SR 315/900 (16 Па) и в обратном клапане KOM 315 (22 Па).Рассчитайте также потери давления в ответвлениях к решеткам. Суммарное сопротивление воздуха в 4-х ветвях составляет 8 Па.

Расчет потерь давления в тройниках воздуховодов.

Диаграмма позволяет рассчитать потерю давления в ответвлениях на основе угла изгиба, диаметра воздуховода и производительности по воздуху.

Пример. Рассчитайте потерю давления для изгиба 90 °, Ø 250 мм и расхода воздуха 500 м. ³ / ч. Для этого найдите точку пересечения вертикальной линии, показывающей объем воздуха, с вертикальной линией.Найдите потерю давления на вертикальной линии слева для изгиба трубы на 90 °, что составляет 2 Па.

Допустим, мы устанавливаем потолочные диффузоры PF с сопротивлением воздуха 26 Па.

Теперь просуммируем все потери давления для прямого участка воздуховода, элементов сети, колен и решеток. Целевое значение 186,3 Па.

После всех расчетов приходим к выводу, что нам нужен вытяжной вентилятор производительностью 1570 м ³ / ч при сопротивлении воздуха 186.3 Па. С учетом всех требуемых рабочих параметров вентилятор ВЕНТС ВКМС 315 — лучшее решение.

Расчет потерь давления в воздуховодах

Расчет падения давления в обратном клапане

Выбор вентилятора

Расчет потери давления в глушителях

Расчет потерь давления в воздуховоде Тройники

Расчет потери давления в диффузорах воздуховодов

Как рассчитать размер воздуховода для системы переменного тока

Определение размеров воздуховодов для кондиционирования воздуха — сложный процесс с использованием одной из трех методик.Цель выбора размеров воздуховодов — обеспечить идеальное пространство, через которое нагретый и охлажденный воздух может перемещаться по вашему дому Conshohocken. Воздуховоды должны обеспечивать достаточный поток воздуха, чтобы вы чувствовали себя комфортно, не перегружая вашу систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и не тратя вам руки и ноги на счет за электроэнергию.

Методы, используемые для определения размеров

Существует три метода определения размеров большинства современных воздуховодов. Первый — это метод скорости. Скоростной метод учитывает скорость, с которой воздух проходит через воздуховоды, в зависимости от их общего размера.Для определения этого используется серия уравнений, включая площадь поперечного сечения воздуховода, расход и скорость воздуха. Более подробная разбивка доступна на EngineeringToolbox.com для тех, кто интересуется математикой, лежащей в основе процесса.

В целом, скоростной метод позволяет подрядчикам определять подходящий размер и расположение воздуховодов в зависимости от их применения (жилое, коммерческое, промышленное или высокоскоростное) и их положения (основные или ответвленные воздуховоды).

Подрядчики

также могут использовать методы постоянной потери давления и восстановления статического давления для проектирования воздуховодов для вашей системы HVAC.Метод постоянной потери давления, как правило, приводит к большему количеству компонентов, но обеспечивает более точное считывание фактической потери давления в системе в зависимости от используемых материалов и компоновки воздуховодов.

Восстановление статического давления обеспечивает достижение одинакового уровня давления на всех вентиляционных и входных отверстиях системы. Однако это, вероятно, самый сложный метод определения размеров, поэтому он редко используется в жилых помещениях.

Упрощение процесса

Если бы мы разбили процесс на его основные компоненты, вот что бы сделал подрядчик при определении размеров вашего воздуховода:

• Определите CFM для каждой комнаты — используя Manual J для расчета нагрузки, они определят CFM.Это основано на (Нагрузка в помещении / Нагрузка в помещении) x CFM на оборудование. Прежде чем это можно будет сделать, необходимо измерить весь дом и выполнить расчет нагрузки.
• Коэффициент потерь на трение — Коэффициент потерь на трение равен (Доступное статическое давление x100 / Эффективная длина).
• Размер воздуховода — Наконец, подрядчик будет использовать диаграмму или программное обеспечение для выбора воздуховода на основе потерь на трение и CFM, рассчитанных на первых двух этапах.

Цель всех этих математических расчетов — гарантировать, что размер установленной системы будет ровно настолько велик, насколько это необходимо для распределения нагретого или охлажденного воздуха по всему дому.Неправильные измерения приводят к неправильной подаче этого воздуха и системе, которая не справляется со своей работой.

Теги: Кондиционер, Conshohocken, Langhorne, Perkasie

Пятница, 19 августа 2011 г., 8:00 | Категории: Кондиционер
|

Расчет удельной потери давления в воздуховоде

Перейти к основному содержанию

Авторизоваться

• EN
• CZ
• RU

Форма поиска

Поиск

• Продукты

  • Единицы измерения

    • X серия

    • AeroMaster Cirrus

    • AeroMaster XP

    • АэроМастер FP

    • Vento

    • КЕКС

  • Воздушные завесы

    • DoorMaster C

    • DoorMaster D

    • DoorMaster P

  • Системы контроля

    • VCS

    • Мобильное приложение

• Заявление

  • Нормальная вентиляция

  • Бассейновые залы

  • Чистые помещения и здравоохранение

  • Сейсмические районы

• Рекомендации

• Служба поддержки

  • Программное обеспечение для проектирования AeroCAD

  • Форма гарантийного требования

• Услуги

• О нас

  • Профиль Компании

  • Новости

  • Материалы для скачивания

• Контакты

  • Штаб-квартира

  • Отдел продаж CZ / SK

  • Дилерский центр

  • Отдел обслуживания

  • отдел кадров

• Скачать

• h-x диаграмма
• Расчет свойств влажного воздуха
• Расчет площади вентиляционной установки
• Поперечное сечение воздуховода
• Расчет теплоизоляции и теплопотерь воздуховодов
• Расчет удельной потери давления в воздуховоде
• Преобразователь единиц массового расхода воздуха
• Общий расчет местного сопротивления потери давления
• Расчет состояния воздуха при обогреве и мощность обогревателя

тел.