Расчет квадратуры воздуховодов

Как происходит расчет квадратуры воздуховодов?

Вентиляция играет довольно важную роль во время создания комфортного микроклимата в каком-нибудь здании. Она не только обеспечивает уют, но еще гарантирует безопасность человеческому здоровью. Когда поток покидает вентиляционную установку, он переходит в воздухораспределительную сеть, которая, в свою очередь, состоит из различных деталей, среди которых есть воздуховод.

Чтобы правильно рассчитать квадратуру воздуховодов, необходимо спроектировать вентиляционную систему с инженерными расчетами на бумаге.

Нормальная работа целой системы требует грамотного расчета построения сети. Проектирование вентиляционной системы задействует инженерные расчеты, учитывающие различные нюансы. Известно, что расчет квадратуры воздуховодов влияет на объем, скорость, шум.

Как производится расчет площади?

Он происходит на основе учета показателей скорости кислородного потока и давления. Чтобы избежать уменьшения уровня давления на сопротивления по всей длине воздуховода, нужно, чтобы скорость потока не превышала допустимую норму. Иначе уровень расхода электроэнергии возрастет. Кроме того, точный расчет квадратуры важен для контроля степени аэродинамического шума. Также квадратура важна для вибрации.

Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду.

Существует специальная формула для расчета площади воздуховодов. Стоит учитывать — при любом количестве людей в жилых зданиях нужно подавать 3 кубических метра свежего воздуха в час на квадратный метр площади всего дома.

Нужно учитывать, что чем больше площадь воздуховода, тем ниже скорость кислородного потока — это снижает степень шума, количество потраченной электроэнергии. Но при этом возрастет стоимость изготовления воздуховода. Преимущественно подбирается вариант, который удовлетворяет как функциональный, так и финансовый аспект.

Расчет сечения

Таблица расчета для сечения круглых воздуховодов.

Существует специальная формула, из которой следует, что для расчета всей площади сечения нужно расход воздуха умножить на коэффициент согласования всех размерностей (сантиметры в метры, а секунды в часы), а полученный результат разделить на скорость воздуха. Итоговый результат измеряется сантиметрами, что является удобным для человеческого восприятия.

В процессе важно учитывать, что для воздуховодов разных вентиляционных систем рекомендуется разное значение скорости воздуха:

• жилые здания — 1,5 — 5 м/сек,
• производственные — до 12 м/с,
• шумоизолированные магистрали — до 8 м/с.

Расчет сопротивления сети

Во время движения воздуха в сети также существует сопротивление. Чтобы его преодолеть, нужно искусственное давление, которое создается вентилятором.

Для произведения точного расчета следует учитывать сопротивление каждого элемента сети, то есть на разных участках.

Таблица расчетов сечения прямоугольных воздуховодов.

Для расчета уровня сопротивления конкретного участка используется специальная формула:

• R — потеря давления на трение,
• L — длина участка,
• Ei — сумма коэффициентов локальных потерь,
• V — скорость воздушного потока,
• Y — плотность воздуха.

Воздуховоды бывают двух видов:

Преимущество круглых изделий в том, что они значительно снижают степень вибрации и шума, следовательно, уменьшают затраты электроэнергии. Также он может быть длиннее, чем прямоугольный, это помогает уменьшить расходы на элементы соединения и изоляцию, делает монтаж быстрее и проще. Благодаря высокому уровню герметичности обеспечивает равномерность распределения потока, следовательно, снижает сопротивление. Этот вид используется в помещениях производственного характера. Воздуховоды прямоугольной формы выбирают для жилых помещений. Они занимают небольшое количество пространства и легко скрываются при помощи отделки.

Все расчеты проводятся в соответствии с рекомендациями нормативных документов, которые вмещают оптимальные показатели для комфортного пребывания людей здании.

Источник: 1poclimaty.ru

Методы расчета воздуховодов

Методы расчета воздуховодов

Рассчитать потери давления в воздуховоде можно, когда при проектируемом расходе воздуха известны такие параметры воздуховодов как длина, сечение воздуховода, а также коэффициент трения воздуха о поверхность воздуховода. Потери давления воздуха в кг/м2 рассчитывают по следующей формуле:

P = R*l + z,

где R — потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l — длина воздуховода в метрах, z — потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).

1. Потери на трение:

Для круглого воздуховода существует следующая формула подсчета потерь давления из-за трения:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

где x — коэффициент сопротивления трения, l — длина воздуховода в метрах, d — диаметр воздуховода в метрах, v — скорость течения воздуха в м/с, y — плотность воздуха в кг/куб.м., g — ускорение свободного падения равное 9,8 м/с2.

Примечание: Для квадратного сечения формула будет иметь тот же вид, только диаметр воздуховода, у которого стороны равны a и b будет рассчитываться по формуле:

2.Потери из-за местных сопротивлений

Данные потери рассчитываются по следующей 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 равное 9,8 м/с2. Значения Q можно определить по таблице.

Метод допустимых скоростей

Суть метода допустимых скоростей состоит в том, что когда рассчитывается сеть воздуховодов, за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха, значение которой можно найти в таблице. Затем рассчитывается диаметр воздуховода, в зависимости от формы сечения, и потери давления в данном воздуховоде.

При аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей применяется следующий порядок:

• Сначала нужно начертить схему воздухораспределительной системы, а затем указать длину каждого участка воздуховода и количество воздуха, которое может за час пройти через данный воздуховод.
• В первую очередь рассчитываются самые дальние и самые нагруженные участки. Выбрав по таблице оптимальную скорость воздуха для данного помещения, и зная объем воздуха, который проходит через воздуховод за 1 час, определяем соответствующий диаметр воздуховода.
• Далее вычисляем потери давления на трение Pтр. Затем по таблице определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
• Переходим к следующему ветвлению, Здесь давление будет равно сумме потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.

Таким образом, последовательно увязывая все ветви сети нужно приравнять сопротивление каждого ответвления к сопротивлению самой нагруженной ветви. Для этого на слабо нагруженные участки воздуховода устанавливают специальные диафрагмы, и таким образом повышают сопротивление.

Источник: teplo-faq.net

Как производится расчет вентиляции помещений

Вентиляция в доме является очень важным типом инженерных коммуникаций, ведь именно благодаря ее возможностям в помещениях гарантируется наличие качественного воздушного состава пригодного для комфортного пребывания людей и безаварийного функционирования оборудования.

Сразу же следует отметить, что в зависимости от типа сооружения, его функционального предназначения, возлагаемых задач, могут применяться различные системы вентиляционных устройств, но в любом случае основной их задачей считается обеспечение непрерывного воздухообмена.

То есть к помещению постоянно должен обеспечиваться подвод свежего воздуха и одновременно производиться удаление отработанного (загрязненного) воздушного состава. Исходя из этого можно сделать вывод, что обустройство систем вентиляции должно производиться еще на стадии возведения объектов на основании специфической документации. Именно поэтому считаем целесообразным описать методику как выполняется расчет вентиляции помещения.

Определение воздухообмена (производительности по воздуху) установки

Первым этапом проведения расчетных работ считается определение требуемого воздухообмена. Для чего исполнителю работ потребуется предоставить строительный план всего объекта недвижимости с подробным описанием всех требований и предназначением каждой из комнат.

Более часто схема перемещения воздушных потоков организовывается таким образом, чтобы свежий воздух подавался к элементам сооружения с максимальной чистотой воздушного состава (спальни, прихожие, гостиные). А впоследствии проходя через все комнаты помещения, выводился бы наружу из наиболее загрязненных участков дома (кухня, туалет, санузел). Такая схема потоков обусловлена тем, что таким образом и обеспечивается «подпор» грязных помещений и исключается распространение неприятных запахов и прочих загрязнителей по всему объекту.

Говоря более детально о проведении проектных работ, следует отметить, что для каждого из помещений сооружения на данном этапе должно быть определен объем нагнетаемого воздуха из вне. Принимая во внимание требования СНиП, определяется значение воздухообмена в зависимости от числа находящихся в помещении людей. Согласно этого документа для сооружений, жилого сектора, потребление воздуха должно варьироваться от 30 до 60м3 (зависит от типа помещений). Чтобы найти требуемую величину следует воспользоваться следующим соотношением:

Lнорм – нормируемая величина расхода воздушного состава для 1 человека (30 м³/ч – в покое, 60 м³/ч – при активности).

В дальнейшем производится определение воздушной производительности по кратности (число полной смены воздуха за определенный период времени). Сразу же стоит отметить, что минимальные требования по кратности воздухообмена должны обеспечивать хотя бы однократную смену воздуха в течение 1 часа.

Чтобы выполнить расчет вентиляции помещения по кратности следует использовать формулу:

n – кратность обмена воздуха (жилые сооружения – 1-2, производственные объекты – 2-4),

V – объем отапливаемых помещений (м3).

Впоследствии просуммировав два указанных показателя для каждого вентилируемого помещения, и находят величину, какая указывает требуемую производительность установки.

Определение характеристик воздушной сети

После того как определены мощностные критерии вентиляции, приступают к расчету воздухораспределительной системы. Для чего вначале составляется наиболее оптимальная схема расположения узлов. При этом желательно придерживаться такого условия, чтобы длина воздуховодов была минимальной и обеспечивалась заданная кратность обмена воздуха.

Расчет поперечного сечения воздухопроводов

Для того чтобы определить представленные параметры следует иметь информацию об объеме воздушного состава, транспортируемого по вентканалам за определенный период времени и максимально возможную скорость перемещения вещества. Так, для стандартных объектов жилой сферы скорость воздуха обычно подбирается в диапазоне 3 – 4м/с, что способствует минимизации негативных влияний от работающей установки (вибрация, шум).

Вдобавок следует отметить, что более часто используют воздуховоды прямоугольного сечения, так как при одинаковых параметрах производительности они имеют меньшие габаритные размеры по сравнению с воздухопроводами круглого сечения и следовательно их очистка является менее затратной.

В общем виде площадь поперечного сечения воздуховода может быть определена из следующего соотношения:

Sс = L * 2,778 / V, где

Sс – рассчитываемая величина площади поперечного сечения вентканала (см²),

L – уровень воздухопроизводительности (м³/ч),

V – скорость передвижения воздушной смеси (м/с).

Имея данную величину с легкостью можно подобрать изделия, оптимально подходящие для работоспособности вентиляционной установки.

Для круглых воздуховодов данные могут быть получены из формулы:

а для прямоугольных из соотношения:

S = A * B / 100, где

А – ширина воздуховода (мм),

В – высота воздуховода (мм),

D – диаметр воздуховода круглого сечения (мм).

Определение параметров обогревателя

Для того чтобы в полной мере соблюдались требования к вентиляции помещений, помимо вышеописанных характеристик должны быть определены критерии нагревающего элемента. Для этих целей достаточно будет запастись данными об уровне температуры на выходе из установки и наименьший уровень наружной температуры окружающего воздуха. Тогда мощность обогревателя может быть вычислена по формуле:

P = ΔT * L * Cv / 1000, где

Р — мощность нагревателя воздуха, кВт,

Cv — удельная теплоемкость воздуха, обычно равна 0,336 Вт•ч/м³/°С.

Помимо указанных действий выполняя расчет вентиляции помещения, могут понадобиться углубленные анализы:

— Расчет сетевого сопротивления,

— Расчет суммарного электропотребления,

А на основании систематических данных и подбирается наиболее оптимальная схема вентиляции в помещениях.

Если Вам понравился материал буду благодарен, если порекомендуете его друзьям или оставите полезный комментарий.

Источник: domgvozdem.ru

Расчет квадратуры воздуховодов

При выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:
— Производительность по воздуху,
— Мощность калорифера,
— Рабочее давление, создаваемое вентилятором,
— Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов,
— Допустимый уровень шума.

Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях.

Производительность по воздуху
Подбор оборудования для системы вентиляции начинается с расчета требуемой производительности по воздуху или «прокачки», измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь.

Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении. Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час.

Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами). Так, для большинства жилых помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

Расчет воздухообмена по кратности:

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч,
n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5,
S — площадь помещения, м2,
H — высота помещения, м,

Расчет воздухообмена по количеству людей:

L = N * Lнорм, где

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч,
N — количество людей,
Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:
— в состоянии покоя — 20 м3/ч,
— работа в офисе — 40 м3/ч,
— при физической нагрузке — 60 м3/ч.

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора. Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках.
Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:
Для квартир — от 100 до 500 м3/ч,
Для коттеджей — от 1000 до 2000 м3/ч,
Для офисов — от 1000 до 10000 м3/ч.

Мощность калорифера
Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП.

Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоной и для Москвы равна -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов).
Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах можно устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. При этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.

При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:
Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания.

При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.

Максимально допустимый ток потребления. Ток, потребляемый калорифером, можно найти по формуле:

I — максимальный потребляемый ток, А,
Р — мощность калорифера, Вт,
U — напряжение питание:
220 В — для однофазного питания,
660 В (3 × 220В) — для трехфазного питания.

В случае если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

ΔT = 2,98 * P / L, где

ΔT — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С,
Р — мощность калорифера, Вт,
L — производительность вентиляции, м3/ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов. Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной калорифер).

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума
После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха. Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением 4—5 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве. Поэтому при проектировании систем вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов.

Для бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды сечением 160—250 мм и распределительные решетки размером 200×200 мм — 200×300 мм. Для точного расчета воздухораспределительной сети необходимо обращаться к специалистам.

Источник: www.sibclim.ru