Расчет вентиляции: просто о сложном

Как выглядит аэродинамический расчет вентиляции? По большому счету, какие конкретно как раз параметры рассчитываются? Как сложные формулы предстоит применять? В этом материале мы попытаемся дать на поставленные вопросы максимально простые ответы, по возможности сопроводив их примерами.

Что предстоит вычислить

Для обычной муниципальный квартиры либо маленького коттеджа обычное решение  — принудительная вытяжная вентиляция с естественным притоком воздуха через негерметичные окна, двери либо вентиляционные решетки в ограждающих конструкциях.

Такая схема имеет пара преимуществ если сравнивать с другими вариантами:

• Цена всех нужных для ее монтажа материалов в большинстве случаев укладывается в 2-5 тысяч рублей. В сущности, брать приходится только пара метров вентиляционной трубы с хомутами, разветвителями и решетками, дефлектор и канальный вентилятор-зонтик для защиты вывода трубы от осадков.

• Монтаж таковой системы не в пример несложнее, чем приточно-вытяжной. Уже вследствие того что в прокладке испытывает недостаток один канал, а не два.
• Наконец, от любой системы с естественной циркуляцией эта выгодно отличается постоянством расхода воздуха. На производительность схемы с естественным побуждением воздействуют и дельта температур с улицей, и направление ветра, и его сила. Тут же расход неизменно с минимальной погрешностью равен производительности установленных вами канальных вентиляторов.

Увидьте: при жажде никто не мешает гибко регулировать их обороты, уменьшая либо увеличивая скорость воздухообмена. Инструкция до забавного несложна: достаточно разомкнуть цепь питания диммером.

Разумеется, что для принудительной вытяжной вентиляции маленького помещения нужно будет рассчитать всего два параметра:

1. Расход воздуха. В соответствии с ним предстоит подобрать один либо пара вентиляторов.
2. Помимо этого, нужен расчет сечения воздуховода вентиляции. Его завышение будет означать ничем не оправданные ухудшение и расходы внешнего вида помещения, заниженное сечение или ограничит расход через вентканал, или сделает перемещение потока воздуха чрезмерно шумным.

В помещениях с громадным внутренним объемом, громадным числом визитёров или специфическими требованиями  к вентиляции в силу громадного количества источников загрязнения воздуха вентиляция делается приточной либо приточно-вытяжной.

Наряду с этим приточный канал не просто подает свежий воздушное пространство с улицы: он распределяет его в объеме помещения через систему распределительных решёток и воздуховодов, что подразумевает определенное избыточное давление. Оно требуется и для преодоления сопротивления воздуховода.

Кроме того: в соответствии с действующим СНиП, температура приточного воздуха в публичных помещениях не должна быть ниже +15С. В летнюю жару приток перегретого уличного воздуха также, разумеется, не прибавит комфорта. Из этого — повсеместное применение приточных установок с канальными кондиционерами и калориферами.

В этом случае расчет систем вентиляции будет включать, кроме упомянутых, еще два пункта:

1. Создаваемое вентилятором избыточное давление.
2. Тепловую мощность калорифера либо кондиционера.

Итак, приступим.

Расход воздуха

В большинстве случаев, потребность в воздухообмене рассчитывается двумя методами с последующим выбором большего из значений.

Расчет вероятен:

• По кубатуре помещения с учетом его наличия и функциональности в нем разнообразных источников загрязнения воздуха.
• По большому количеству находящихся в нем людей.

Расчет по объему помещения

В этом случае употребляется несложная формула вида L=NV, где L — потребность в производительности вентиляции, V — количество помещения, а N  — кратность воздухообмена. К значению L смогут прибавляться фиксированные величины для тех либо иных подсобных помещений либо типов оборудования.

Приведем кое-какие потребности кратности и значения воздухообмена в воздухе для бытовых устройств.

Как пользоваться этими значениями?

Вот пример расчета системы вентиляции для офиса площадью 150 м2 с трехметровыми потолками,  снабженного уборной с тремя унитазами.

1. Суммарный количество помещения равен 150*3=450 м3.
2. При кратности воздухообмена, равной 1,5, и с учетом оборудования уборной расчетный расход воздуха составит 450*1,5+50*3=825 м3/час.

Расчет по количеству людей

Базовые значения таковы:

• 60 м3/час для бодрствующего человека, занимающегося активной деятельностью,
• 40 м3/час для бодрствующего человека в состоянии спокойствия,
• 30 м3/час для дремлющего человека.

Предположим, что в нашем офисе в один момент присутствует 15 человек. Потому, что они чуть ли будут заниматься тяжелым физическим трудом, в расчетах возможно употребляться расход воздуха в 40 м3/час на человека. 40х15=600.

Потому, что 825 кубов в час, полученные первым методом, больше, чем 600, как раз первое значение и будет употребляться в качестве базового при предстоящих расчетах.

Особенный случай

Особенной статьей идет расчет аварийной вентиляции. Ее функция сводится к нейтрализации превышения предельно допустимой концентрации вредных веществ при их выбросе. Типовые значения кратности воздухообмена — 5-10.

Но: правильное значение кратности смогут выдать только технологи предприятия с учетом содержания вероятного выброса и предельно допустимых концентраций соответствующих веществ.

Сечение воздуховода

Как выполнить своими руками расчет вентиляционных воздуховодов для определенного расхода воздуха через них?

Формула имеет форму S=2,778L/V.

В ней:

• S — площадь сечения воздуховода в квадратных сантиметрах.
• L — расход воздуха в кубометрах в час.
• V — скорость потока в метрах в секунду.
• 2,778 — коэффициент согласования, разрешающий без дополнительных пересчетов взять итог в квадратных сантиметрах.

Зависимость между сечением и скоростью потока — обратная. Увеличив скорость, возможно обойтись вентканалом меньшего размера. Но при скорости более чем 4 м/с воздушное пространство начинает ощутимо шуметь, исходя из этого на практике для обитаемых помещений параметр V берется в диапазоне 34 м/с.

Как будет смотреться расчет воздуховодов вентиляции для нашего 150-метрового офиса?

1. Расход воздуха нами уже вычислен: 825 м3/час.
2. Скорость потока воздуха заберём равной большим 4 м/с.
3. Минимально допустимое сечение воздуховода, так, будет равняется 2,778*825/4=572,9625 см2.

Потому, что производители показывают не площадь сечения, а диаметр для круглых воздуховодов и размеры стенок для прямоугольных, нам нужно будет вспомнить прямоугольника площади и формулы круга.

Напомним:

• Площадь круга равна произведению числа ‘пи’ и квадрата радиуса.
• Площадь прямоугольника равна произведению его сторон.

Несложный подсчет продемонстрирует, что минимальный диаметр круглого воздуховода в нашем случае составит 27 см (с учетом настоящих размеров вентиляционных труб — 280 мм). Прямоугольный воздуховод может иметь размер, например, 600х100 мм.

Давление

Правильный аэродинамический расчет системы вентиляции на предмет расчетного давления, создаваемого приточной установкой, только сложен.

Он обязан учитывать очень широкий перечень факторов:

• диаметр и Длину вентканалов.
• шершавость и Материал их стенок.
• угол и Количество поворотов.
• Переходы диаметра.
• Сопротивление фильтров, теплообменников и калориферов.

Имеется и хорошая новость: кроме того значительное превышение расчетного давления при фиксированной производительности угрожает только малым перерасходом электричества.

Как раз исходя из этого расчет в большинстве случаев выполняется по упрощенной методике:

• 75-100 Па достаточны для вентиляции помещения с площадью 50-150 м2.
• 100-150 Па — для 150-350 м2.

Тепловая мощность

И для калорифера, и для охладителя любого типа она рассчитывается по формуле P=0,336*Dt*L.

В ней:

1. P — искомое значение тепловой мощности в ваттах.
2. 0,336 Вт*ч/м3 — теплоемкость воздуха.
3. Dt — большая дельта температур между приточным потоком и улицей в градусах.

Напомним: минимальная температура приточного воздуха для обитаемого помещения — +15С, оптимальная — +18.

1. L — расход воздуха в кубометрах в час.

Так, при минимальной уличной температуре в -38С, температуре приточного воздуха в +18С и расхода в 825 м3/час расчетная мощность калорифера составит 0,336*(38+18)*825=15523,2 ватта.

Заключение

Сохраняем надежду, что приведенные формулы и методики окажутся нужными читателю. Видео в данной статье предложит ему дополнительную данные о том, как может выполняться расчет вентиляции в различных случаях.

Удач!