Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

Кратность воздухообмена

Этот критерий чаще всего используется для упрощенного расчета системы вентиляции. Под термином «кратность воздухообмена» (в английской терминологии air exchange rate) понимают обмен воздушных масс, выражающихся количеством за час. Причем в зависимости от способа эксплуатации помещения учитывается либо число обменов для помещения в целом, либо кратность с учетом площади (объема). Ниже приведена таблица с нормативными данными для помещений частного дома или общественного здания. При этом подразумевается, что приток воздуха идет естественным путем, а кратность считается для вытяжной вентиляции. Расчетная температура в холодный период указывается для того, чтобы при вычислениях компенсировать излишнюю сухость воздуха за счет действия отопительных приборов.

Таблица 1. Кратность воздухообмена по площади или назначению помещений.

При использовании таблицы важно обратить внимание: кратность указывается в расчете на площадь помещения, а в нашем онлайн-калькуляторе расчет ведется для объема.

При этом пользователь теряется – какое значение кратности применить в калькуляторе вентиляции, если максимальное значение не соответствует норме для жилых помещений? Здесь придется делать поправку на пересчет кратности для объема или воспользоваться ориентировочными цифрами (СНиП 2.08.01-89) из таблицы ниже.

Таблица 2. Кратность воздухообмена для помещений общего или специального назначения.

Применяя показатель, соответствующий жилым комнатам или спальням, равный единице, получаем требуемую производительность вентиляционной системы (м.куб./час).

Основой расчета вентиляции онлайн является формула

L = V х Kp

здесь V — объем комнаты (произведение площади на высоту), м.куб.;

Kp — кратность воздухообмена согласно санитарно-гигиеническим нормам, 1/ч.

Для жилой комнаты с площадью 20 м.кв. и высотой 2,5 м требуемая мощность вентиляции составит

L = (20 х 2,5) х 1 =50 м.куб.

При использовании данных первой таблицы расчет ведется без учета высоты помещения, то есть

L = S х Kp

здесь S — площадь помещения, м.кв.;

Kp — кратность воздухообмена согласно нормам, 1/ч.

Для тех же размеров комнаты (20 м.кв.) необходимый объем воздуха в час

L = 20 х 3 = 60 м.куб.

Данный метод вычислений дает более высокие требования к системе вентиляции, поэтому предпочтительным считается предыдущий вариант вычислений. При указании в таблице объема воздуха на помещение именно эти цифры используют для дальнейшего подбора компонентов вентиляционной системы.

Вычисление аэрации

Аэрация промышленных комнат летом гарантирует поступление воздушных потоков сквозь просветы снизу ворот и входных дверей. В прохладные месяца поступление в нужных размерах совершается под средством верхних просветов, от 4 м и больше над уровнем пола. Вентиляция на протяжении целого года выполнялась при помощи шахт, дефлекторов и форточек.

Зимой фрамуги открывают только в участках над генераторами усиленных тепловых выделений. Во время генерации в комнатах здания лишней очевидной теплоты, то температурный режим воздуха в нем постоянно больше, чем температурный режим вне здания, и, в соответствии, плотность менее.

Данное явление и приводит к присутствию разницы давлений атмосферы вне и внутри комнат. В плоскости на конкретной высоте комнаты, которую именуют как плоскость одинаковых давлений, данная разница отсутствует, то есть, приравнивается к нулю.

Выше данной плоскости имеется некое излишнее напряжение, что приводит к удалению горячей атмосферы наружу, а внизу от данной плоскости, — разрежение, обусловливающее приток свежего воздуха. Давление, вынуждающее передвигаться воздушные массы в процессе природной вентиляции, можно установить исходя их вычислений:

Этап второй

Здесь рассчитываются аэродинамические показатели сопротивления. После выбора стандартных сечений воздуховодов уточняется величина скорости воздушного потока в системе.

Следующим шагом является определение удельных потерь давления на трение исходя из табличных данных или номограмм. В ряде случаев может пригодиться калькулятор для определения показателей на основе формулы, позволяющей произвести расчёт с погрешностью в 0,5 процента. Для вычисления общего значения показателя, характеризующего потери давления на всём участке, нужно его удельный показатель умножить на длину. На этом этапе также следует учитывать поправочный коэффициент на шероховатость. Он зависит от величины абсолютной шероховатости того или иного материала воздуховода, а также скорости.

Здесь определяют показатель, характеризующий динамическое давление на каждом участке исходя из значений:

• скорости воздушного потока в системе;
• плотности воздушной массы в стандартных условиях, которая составляет 1,2 кг/м3.

Их можно рассчитать исходя из коэффициентов местного сопротивления. Полученные значения сводят в табличной форме, в которую включаются данные всех участков, причём не только прямые отрезки, но и по несколько фасонных частей. Название каждого элемента заносится в таблицу, там же указываются соответствующие значения и характеристики, по которым определяется коэффициент местного сопротивления. Эти показатели можно найти в соответствующих справочных материалах по подбору оборудования для вентиляционных установок.

При наличии большого количества элементов в системе или при отсутствии определённых значений коэффициентов используется программа, которая позволяет быстро осуществить громоздкие операции и оптимизировать расчёт в целом. Общая величина сопротивления определяется как сумма коэффициентов всех элементов отрезка.

Рассчитав итоговую суммарную величину показателя, переходят к вычислению потерь давления на анализируемых участках. После расчёта всех отрезков основной линии полученные числа суммируют и определяют общее значение сопротивления вентиляционной системы.

Типы вентилирования помещений

Вентиляцию можно разделить на две подгруппы: естественное и принудительное. Схемы могут дополнять друг друга или применяться независимо.

Естественное вентилирование

В такой схеме движение воздушных масс обеспечивают естественные причины, разности давления внутри и вне здания. Чем выше постройка, тем эффективней работа вентиляции. Такими системами оборудуются все жилые многоквартирные дома, школы, детские сады и др. Но с применением инновационных строительных материалов эта схема устаревает. Борьба за энергетическую эффективность предполагает герметизацию зданий, ограничивая приток. Поэтому естественное вентилирование является частью более сложных схем.

Принудительное вентилирование

Воздухообмен в этом случае обеспечивает работа силовых установок, которые создают стабильный, эффективный поток, заменяющий воздух рассчитанное количество раз. Вентилирование обеспечивается различным комплектом оборудования.

Приточное оборудование

Особенностью такого воздухообмена является нагнетание подготовленного воздуха в помещение. Отвод отработанной смеси проводится по естественным каналам через фрамуги, форточки и др. Эта схема применяется в жилых домах, квартирах и с небольшой модернизацией на промышленных объектах. Конструктивное преимущество оборудования – возможность воздухоподготовки (фильтрация, контроль температуры и влажности). Наши инженеры подготовили проекты, провели расчет приточной вентиляции помещений, онлайн расчёт может предоставить эту информацию. Калькулятор приточной вентсистемы позволяет, зная тип и площадь объекта, понять примерную стоимость за комплексную систему.

Система вытяжной вентиляции

Эта система работает по обратному принципу. Воздух в помещение попадает через открытые проемы, а удаляется вытяжным оборудованием, размещенным в «грязных зонах». Его задача – локализировать загрязнение, не давая воздуху распространиться по всему помещению. Подобная схема применяется для оборудования промышленных предприятий, на которых загрязнение происходит в одном или нескольких ограниченных местах. Примером служат сварочные посты.

Эта схема также применяется в частном домостроении. Рекомендованы такие схемы в экологически чистых районах, поскольку невозможно осуществить эффективную воздухоподготовку. В компании проведен расчет вытяжной вентиляции, калькулятор поможет за несколько секунд ознакомиться с ценой для зданий с различным целевым назначением. Онлайн расчет вытяжной системы вентиляции от компании Авимос позволяет выбрать необходимый тип помещения, площадь и узнать ориентировочную цену на готовое решение.

Приточно-вытяжная установка

Это самая эффективная схема вентилирования, поскольку приток и вытяжку побуждают работой силовых установок. В результате образуются четко направленные потоки, которые движутся с рассчитанной скоростью. Схема не зависит от природных условий и поддерживает заданные режимы в течение всего года. Эффективная воздухоподготовка позволяет создавать микроклимат во всем здании и в отдельных зонах помещений поможет Вам определить примерную стоимость на систему вентилирования с монтажом.