Системы вентиляции и кондиционирования
Назад

Калькулятор вентиляционных воздуховодов стыки. Расчет системы вентиляции и ее отдельных элементов: площади, диаметров труб, параметров нагревателей и диффузоров

Опубликовано: 29.04.2020
Время на чтение: 55 мин
0
2

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.

Проветривание жилища через окна
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.
Обновление кислорода на кухне
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.

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.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

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.Формула динамического напора воздуха в канале
  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).Таблица потерь давления воздушного потока
  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.

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.

Основное назначение воздуховода для естественной вентиляции заключается в отводе отработанного воздуха из помещения.

При прокладке систем в домах, офисах и других объектах требуется учитывать следующие пункты:

  • диаметр трубы для естественной вентиляции должен быть не меньше 15 см;
  • при монтаже в жилых помещениях и на объектах пищевой промышленности важны антикоррозийные характеристики, в противном случае под воздействием повышенной влажности металлические поверхности поржавеют;
  • чем меньше вес конструкции, тем легче монтаж и обслуживание;
  • производительность зависит также от толщины воздуховода, чем тоньше, тем больше пропускная способность;
  • уровень пожарной безопасности – при горении не должно выделяться вредных веществ.

Если не соблюдать стандарты (нормы) при проектировании, монтаже и выборе материала изготовления и диаметра ПВХ труб вентиляции или из оцинкованной стали, то в помещениях воздух будет «тяжелым» из-за повышенной влажности и нехватки кислорода. В квартирах и домах с плохой вытяжкой часто запотевают окна, коптятся стены на кухне и образуется грибок.

На территории России имеется ряд нормативных документов СНиП, где говорится, как рассчитать диаметр трубы для вентиляции естественного типа. Выбор основывается на кратности воздухообмена – определяющий показатель, какой объем и сколько раз за час заменяется воздух в помещении.

Сначала необходимо провести следующие действия:

  • выполняются вычисления объема каждой комнаты в здании – требуется перемножить длину, высоту и ширину;
  • объем воздуха вычисляется по формуле: L=n (нормируемая кратность воздухообмена)*V (объем помещения);
  • полученные показатели L округляются в большую сторону до цифры кратной 5;
  • составление баланса происходит так, чтобы вытяжные и приточные воздушные потоки совпадали в суммарном объеме;
  • учитывается также максимальная скорость в центральном воздуховоде, показатели не должны быть больше 5 м/с, а на ответвленных участках сети не более 3 м/с.

Как определить длину вентиляционной трубы?

При написании проекта кроме расчета диаметра трубы для естественной вентиляции важным пунктом считается определение длины наружной части воздуховода. В общую величину входит протяженность всех каналов в здании, по которым циркулирует воздух и выводится наружу.

При расчете учитываются следующие показатели:

  • если используется плоский воздуховод на установке над крышей, то минимальная длина должна составлять 0,5 м;
  • при установке трубы вентиляции рядом с дымовой высота делается одинаковой, чтобы предотвратить в сезон отопления попадания дыма в помещение.

Производительность, эффективность и бесперебойная работа вентиляционной системы во многом зависит от правильности расчетов и соблюдения требований монтажа. Лучше выбирать проверенные компании с положительной репутацией!

Хотя для 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.

По форме:

  • круглое сечение (спирально-навивные, прямошовные);
  • прямоугольное сечение;
  • нестандартного сечения (комбинированные, обрезанные, усечённые)

Калькулятор вентиляционных воздуховодов стыки. Расчет системы вентиляции и ее отдельных элементов: площади, диаметров труб, параметров нагревателей и диффузоров

По материалу:

  • из алюминия;
  • из оцинкованной стали;
  • из нержавеющей стали;
  • из пластика (поливинилхлоридные, полиуретановые, полипропиленовые);
  • из полиэфирной ткани.

Пластиковые трубы для вентиляции

Трубы из пластика в целом имеют ряд несомненных достоинств:

  • стойкость к воздействию влажных и агрессивных сред;
  • не подверженность коррозии;
  • полная герметичность;
  • эстетичность;
  • небольшой вес;
  • низкая стоимость;
  • нетоксичность;
  • унифицированность изделий.

Подвиды же пластиковых труб для вентиляции имеют в свою очередь следующие преимущества:

  1. Поливинилхлоридные:

    • устойчивы к воздействию ультрафиолетового излучения;
    • простота монтажа.
  2. Полиуретановые:

    • значительная степень гибкости;
    • долговечность;
    • устойчивы к химическому воздействию.
  3. Полипропиленовые:

    • высокая прочность;
    • стойкость к воздействию агрессивных сред;
    • срок службы более 25 лет.
  • если используется на установке над крышей, то минимальная длина должна составлять 0,5 м;
  • при установке трубы вентиляции рядом с дымовой высота делается одинаковой, чтобы предотвратить в сезон отопления попадания дыма в помещение.

Разбираемся с общим вентиляционным расчетом

  1. Динамическое давление (для его определения используется формула – DPE?/2 = Р).
  2. Расход воздушных масс (он обозначается буквой L и измеряется в метрах кубических за час).
  3. Потери давления в результате трения воздуха о внутренние стенки (обозначаются буквой R, измеряются в паскалях на метр).
  4. Диаметр воздуховодов (для расчета данного показателя используется следующая формула: 2*а*b/(а b); в этой формула значения а, b являются размерами сечения каналов и измеряются в миллиметрах).
  5. Наконец, скорость – это V, измеряется в метрах за секунду, о чем мы уже упоминали ранее.

Что же касается непосредственно последовательности действий при вычислении, то она должна выглядеть примерно следующим образом.

I/(3600xVpek) = F.

Разбираемся со значениями:

  • F в данном случае – это, разумеется, площадь, которая измеряется в квадратных метрах;
  • Vpek – это желательная скорость движения воздуха, которая измеряется в метрах за секунду (для каналов принимается скорость в 0,5-1,0 метр за секунду, для шахт – около 1,5 метра).

Шаг третий. Следующим шагом считается определение соответствующего диаметра воздуховода (обозначается буквой d).

Шаг четвертый. Затем определяются остальные показатели: давление (обозначается как Р), скорость движения (сокращенно V) и, следовательно, уменьшение (сокращенно R). Для этого необходимо использовать номограммы согласно d и L, а также соответствующие таблицы коэффициентов.

Шаг пятый. Используя уже другие таблицы коэффициентов (речь идет о показателях местного сопротивления), требуется определить, насколько уменьшится воздействие воздуха вследствие локального сопротивления Z.

Шаг шестой. На последнем этапе расчетов нужно определить общие потери на каждом отдельном отрезке вентиляционной магистрали.

Обратите внимание на один важный момент! Так, если общие потери ниже уже наличествующего давления, то такую систему вентиляции вполне можно считать эффективной. А вот если потери превышают показатель давления, то может потребоваться установка специальной дроссельной диафрагмы в вентиляционной системе

Благодаря этой диафрагме будет гаситься избыточный напор.

Также отметим, что если вентиляционная система рассчитывается на обслуживание сразу нескольких помещений, для которых давление воздуха обязано быть разным, то во время произведения расчетов требуется учитывать и показатель разряжения либо подпора, которое необходимо добавить к общему показателю потерь.

Аэродинамический расчет воздуховодов считается обязательной процедурой, важной составляющей планирования вентиляционных систем. Благодаря данному расчету можно узнать, насколько эффективно вентилируются помещения при том или ином сечении каналов

А эффективное функционирование вентиляции, в свою очередь, обеспечивает максимальный комфорт вашего проживания в доме.

Пример проведения расчетов. Условия в данном случае следующие: здание административного характера, имеет три этажа.

Воздуховоды могут быть изготовлены из различных материалов (пластик, металл) и иметь разные формы (круглые, прямоугольные). СНиП регулирует только габариты вытяжных устройств, но не нормирует количество притяжного воздуха, т. к. его потребление в зависимости от типа и назначения помещения может сильно различаться.

Этот параметр высчитывается по специальным формулам, которые подбираются отдельно. Нормы установлены только для социальных объектов: больниц, школ, дошкольных учреждений. Они прописаны в СНиПах для таких зданий. При этом отсутствуют четкие правила по скорости движения воздуха в воздуховоде. Есть только рекомендуемые значения и нормы для принудительной и естественной вентиляции в зависимости от ее типа и назначения, их можно посмотреть в соответствующих СНиПах. Это отражено в таблице, приведенной ниже. Скорость движения воздуха измеряется в м/с.

Дополнить данные в таблице можно следующим образом: при естественной вентиляции скорость движения воздуха не может превышать 2 м/с независимо от ее назначения, минимальная допустимая – 0,2 м/с. В противном случае обновление газовой смеси в помещении будет недостаточным. При принудительной вытяжке максимально допустимым считается значение 8 -11 м/с для магистральных воздуховодов. Превышать данные нормы не следует, т. к. это создаст слишком большое давление и сопротивление в системе.

Расчет воздухообмена

Перед расчетом сетей нужно определить из чего они будут изготовлены. Сейчас применяются изделия из стали, пластика, ткани, алюминиевой фольги и др. Часто воздуховоды изготовляют из оцинкованной или нержавеющей стали, это можно организовать даже в небольшом цеху. Такие изделия удобно монтировать и расчет такой вентиляции не вызывает проблем.

Кроме этого, воздуховоды могут различаться по внешнему виду. Они могут быть квадратного, прямоугольного и овального сечения. Каждый тип обладает своими достоинствами.

  • Прямоугольные позволяют сделать системы вентиляции небольшой высоты или ширины, при этом сохраняется нужная площади сечения.
  • В круглых системах меньше материала,
  • Овальные совмещают плюсы и минусы других видов.

Для примера расчета выберем круглые трубы из жести. Это изделия, которые используют для вентиляции жилья, офисных и торговых площадей. Расчет будем проводить одним из методов, который позволяет точно подобрать сеть воздуховодов и найти ее характеристики.

Расчет сечения воздуховода вентиляции методом допустимых скоростей базируется на нормированной максимальной скорости. Скорость выбирается для каждого типа помещения и участка воздуховода в зависимости от рекомендуемых значений. Для каждого типа здания существуют максимально допустимые скорости в магистральных воздуховодах и ответвлениях, выше которых использование системы затруднено из-за шума и сильных потерь давления.

Рис. 1 (Схема сети для расчета)

В любом случае, перед началом расчета необходимо составить план системы. Для начала необходимо рассчитать требуемое количество воздуха, которое нужно подать и удалить из помещения. На этом расчете будет базироваться дальнейшая работа.

Сам процесс расчета сечения методом допустимых скоростей упрощенно состоит из таких этапов:

  1. Создается схема воздуховодов, на которой отмечаются участки и расчетное количество воздуха, которое будет по ним транспортироваться. Лучше на ней же указать все решетки, диффузоры, изменения сечения, повороты и клапаны.
  2. По подобранной максимальной скорости и количеству воздуха рассчитывается сечение воздуховода, его диаметр или размер сторон прямоугольника.
  3. После того, как известны все параметры системы, можно подобрать вентилятор необходимой производительности и напора. Подбор вентилятора базируется на расчете падения давления в сети. Это существенно сложнее, чем просто подобрать сечение воздуховода на каждом участке. Этот вопрос мы рассмотрим в общих чертах. Так как иногда просто подбирают вентилятор с небольшим запасом.

Для расчета необходимо знать параметры максимальной скорости воздуха. Их берут из справочников и нормативной литературы. В таблице приведены значения для некоторых зданий и участков системы.

Тип здания

Скорость в магистралях, м/с

Скорость в ответвлениях, м/с

Производство

до 11,0

до 9,0

Общественные

до 6,0

до 5,0

Жилые

до 5,0

до 4,0

Значения приблизительные, но позволяют создать систему с минимальным уровнем шума.

Рис, 2 (Номограмма круглого жестяного воздуховода)

Как использовать этих значения? Их необходимо подставить в формулу или использовать номограммы (схемы) для разных форм и типов воздуховодов.

Номограммы обычно даются в нормативной литературе или в инструкции и описании воздуховодов конкретного производителя. Например, такими схемами комплектуются все гибкие воздуховоды. Для труб из жести данные можно найти в документах и на сайте производителя.

В принципе, можно не использовать номограмму, а найти требуемую площадь сечения, исходя из скорости воздуха. А площади подобрать по диаметру или ширине и длине прямоугольного сечения.

Пример

Рассмотрим пример. На рисунке приведена номограмма для круглого воздуховода из жести. Номограмма полезна еще и тем, что на ней можно уточнить потери давления на участке воздуховода при заданной скорости. Эти данные потребуются в дальнейшем для подбора вентилятора.

Итак, какой воздуховод подобрать на участке сети (ответвлении) от решетки до магистрали, по которому будет прокачиваться 100 м³/ч? На номограмме находим пересечения заданного количества воздуха с линией максимальной скорости для ответвления 4 м/с. Также недалеко от этой точки находим ближайший (больший) диаметр. Это труба диаметром 100 мм.

Таким же образом находим сечение для каждого участка. Все подобрано. Теперь осталось провести подбор вентилятора и расчет воздуховодов и фасонных частей (если это необходимо для производства).

Для того чтобы правильно выполнить все расчёты, нужно первым делом определиться с сечением фасонных изделий. Они могут быть:

  • в форме квадрата или прямоугольника:
  • круглые (реже овальные).

Рассмотрим, какие формулы применимы для тех или иных вычислений. Начнём с квадратных или прямоугольных изделий.

Круглые воздуховоды более востребованы – сопротивление в них минимальное, чего нельзя сказать о квадратных или прямоугольных

S = A × B, где

  • S– площадь, м²;
  • А – ширина короба, м;
  • В – высота, м.

С круглым воздуховодом немного иная ситуация.

Вентиляционная система состоит из множества деталей, каждую из которых требуется учитывать при вычислениях

S = π × D2/ 4, где:

  • S– площадь, м²;
  • π – постоянная величина, равная 3,14;
  • D – диаметр, м.

Мнение экспертаАндрей ПавленковИнженер-проектировщик ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО «АСП Северо-Запад»

https://www.youtube.com/watch?v=

«Чем короче вентиляционные каналы, тем лучше система будет выполнять свою задачу. Следует учесть, что с увеличением размеров шахт снижается скорость потока воздуха и шум, производимый при передвижении воздушных масс. Расчёты прямых участков следует производить отдельно, не стоит забывать о потере давления в сети».

В статье мы рассмотрим виды и размеры изделий, как рассчитать воздуховод по площади помещения и другим параметрам, секреты монтажа.

На размер трубы вентиляции влияют такие характеристики, как массив воздуха, нагнетаемого внутрь помещений, скорость движения потока и уровень его давления на стенки и другие элементы магистрали.

Достаточно, не рассчитав всех последствий, уменьшить диаметр магистрали, как сразу же возрастет скорость воздушного потока, что приведет к увеличению давления по всей протяженности системы и в местах сопротивления. Кроме появления излишнего шума и неприятной вибрации трубы, электрические зафиксируют также рост расхода электроэнергии.

Однако далеко не всегда в погоне за устранением указанных недостатков можно и нужно увеличивать сечение вентиляционной магистрали. Прежде всего, этому могут воспрепятствовать ограниченные габариты помещений. Поэтому следует особенно тщательно подойти к процессу расчета площади трубы.

Sc = L х 2,778/V, где

Sc — площадь канала расчетная (см 2);

L — расход воздуха, движущегося по трубе (м 3 /час);

Предлагаем ознакомиться  Как обеспечить эффективную вентиляцию с выводом через стену

V — скорость движения воздуха по вентиляционной магистрали (м/сек);

2,778 — коэффициент согласования разномерностей (например, метров и сантиметров).

Результат вычислений — расчетная площадь трубы — выражается в квадратных сантиметрах, так как в данных единицах измерения он рассматривается специалистами как самый удобный для анализа.

Кроме расчетной площади сечения трубопровода важно установить фактическую площадь сечения трубы. При этом надо иметь в виду, что для каждого из основных профилей сечения — круглого и прямоугольного — принята своя отдельная схема вычисления

Калькулятор вентиляционных воздуховодов стыки. Расчет системы вентиляции и ее отдельных элементов: площади, диаметров труб, параметров нагревателей и диффузоров

Итак, для фиксации фактической площади трубопровода круглого сечения применяется следующая специальная формула.

Чтобы воздухообмен в доме был «правильным», еще на стадии составления проекта вентиляции нужен аэродинамический расчет воздуховодов.

Воздушные массы, движущиеся по каналам вентиляционной системы, при проведении расчетов принимаются в качестве несжимаемой жидкости. И подобное вполне допускается, ибо слишком большое давление в воздуховодах не образуется. По сути, давление образуется в результате трения воздуха о стенки каналов, а еще при появлении сопротивлений локального характера (к таковым можно отнести его – давления – скачки на местах изменения направления, при соединении/разъединении воздушных потоков, на участках, где установлены регулирующие приборы или же там, где изменяется диаметр вентиляционного канала).

Обратите внимание! В понятие аэродинамического расчета входит определение сечения каждого из участков сети вентиляции, обеспечивающих движение потоков воздуха. Более того, определяется также нагнетание, образующееся вследствие этих движений

В соответствии с многолетним опытом можно смело заявить, что порой некоторые из данных показателей во время проведения расчета уже известны. Ниже приведены ситуации, которые нередко встречаются в подобного рода случаях.

  1. Показатель сечения поперечных каналов в вентиляционной системе уже известен, требуется определить давление, которое может потребоваться для того, чтобы нужное количество газа перемещалось. Это зачастую случается в тех магистралях кондиционирования, где размеры сечения были основаны на характеристиках технического или же архитектурного характера.
  2. Давление мы уже знаем, но нужно определить поперечное сечение сети для обеспечения вентилируемого помещения требуемым объемом кислорода. Данная ситуация присуща сетям , в которых уже наличествующий напор невозможно изменить.
  3. Неизвестно ни об одном из показателей, следовательно, нам необходимо определить и напор в магистрали, и поперечное сечение. Такая ситуация и встречается в большинстве случаев в строительстве домов.

LP/VT = FP.

Что обозначают эти аббревиатуры? Попытаемся разобраться. Итак, в нашей формуле:

  • LP – это конкретный расход воздуха на выбранном участке;
  • VT – это скорость, с которой воздушные массы по этому участку движутся (измеряется в метрах за секунду);
  • FP – это и есть нужная нам площадь поперечного сечения канала.

Формула расчета

Расчёты можно выполнить двумя способами:

  • самостоятельно при помощи формул;
  • с помощью онлайн-калькулятора.

Первый случай − это самый сложный вариант, важно понимать все значения, которые используются в подсчётах. Для онлайн-калькулятора достаточно ввести исходные данные, программный комплекс самостоятельно выполнит все расчёты

Калькулятор вентиляционных воздуховодов стыки. Расчет системы вентиляции и ее отдельных элементов: площади, диаметров труб, параметров нагревателей и диффузоров

Один из основных параметров для проектирования воздуховода и фасонных элементов – его конструкция. Можно подобрать трубы прямоугольного или круглого сечения. Пропускная способность круглых изделий значительно выше, чем у прямоугольных.

Максимальная точность в подсчётах

Чтобы правильно рассчитать площадь изделия прямоугольного сечения, необходимо знать два параметра:

  • наименьшее количество перемещаемых воздушных масс;
  • скорость транспортировки воздуха.

Это следует знать! Площадь сечения влияет на скорость движения воздуха по вентканалу, это обратная зависимость:чем больше площадь сечения, тем ниже скорость транспортировки.

А также ещё несколько параметров напрямую зависит от размеров сечения:

  • чем больше сечение, тем с меньшим шумом двигаются потоки;
  • соответственно, снижаются затраты на электрическую энергию.

S = А × В / 100, где

  • А и В – соответственно, высота и ширина сечения.

Это не единственные формулы, с помощью которых можно рассчитать площадь сечения в виде прямоугольника. Важно анализировать данные и применять только максимально проверенные показатели.

Воздуховод прямоугольного сечения практически незаметен над мебелью

Многие выбирают вытяжки для кухни с отводом в вентиляцию, так как они работают бесшумно и соответствуют всем необходимым нормативным показателям. В нашем обзоре мы расскажем об основных критериях выбора устройств и о характеристиках отдельных моделей.

Калькулятор вентиляционных воздуховодов стыки. Расчет системы вентиляции и ее отдельных элементов: площади, диаметров труб, параметров нагревателей и диффузоров

Воздуховод с сечением в виде круга не вызывает сложности при монтаже и обладает отличной пропускной способностью воздушных потоков, так как внутреннее сопротивление сведено к минимуму. Выбирать форму коммуникаций следует из личных предпочтений потребителей и внешнего оформления помещения.

Это следует знать! Важно с целью экономии материала спланировать систему вентиляции минимальной длины, но при этом она должна выполнять возложенные на неё задачи.

S = π × D²/400, где:

  • π – константа, равная 3,14;
  • D – длина элемента.

Разработаны специальные методики, например, СНиПы, в которых сравнивают расчётные фактические площади с необходимыми показателями. С их помощью можно легко подобрать оптимальный размер коммуникации.

Во время проведения расчётов нужно учитывать следующие факторы:

  • площадь сечения для прямых отрезков воздуховода следует рассчитывать отдельно;
  • обязательно следует учитывать сопротивление, которое будет оказываться на воздушные массы во время их транспортировки;
  • проектирование должно начинаться от центральной магистрали.

Если скорость транспортировки воздушного потока превышает требуемые значения, а это напрямую влияет на шум во время эксплуатации, необходимо дополнительно приобрести специальные шумоглушители или увеличить сечение фланцевого элемента центрального канала.

Изделие площади круглого сечения

ϑ= L / 3600*F
, где

ϑ
– скорость потока воздуха в трубопроводе вентиляционного устройства, измеряется в м/с;

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

L
– расход воздушных масс (данная величина измеряется в м 3 /ч) на том участке вытяжной шахты, для которого производится вычисление;

F
– площадь поперечного сечения трубопровода, измеряется в м 2 .

По данной формуле и производится расчет скорости воздуха в воздуховоде, причем его фактическое значение.

L = 3600 x F x ϑ
.

В некоторых случаях подобные вычисления производить сложно или не хватает времени. В этом случае можно использовать специальный калькулятор. Встречается множество подобных программ в интернете. Для инженерных бюро лучше установить специальные калькуляторы, которые обладают большей точностью (вычитают толщину стенки трубы при расчете ее площади поперечного сечения, ставят большее количество знаков в число пи, высчитывают более точный расход воздуха и т. д.).

Как можно понять из формулы (или при проведении практических расчетов на калькуляторах), скорость воздуха увеличивается при уменьшении размеров трубы. Их этого факта можно извлечь ряд преимуществ:

  • не возникнет потерь или необходимости в прокладке дополнительного вентиляционного трубопровода для обеспечения необходимого расхода воздуха, если габариты помещения не позволяют провести каналы больших размеров;
  • можно прокладывать трубопроводы меньших размеров, что в большинстве случаев проще и удобней;
  • чем меньше диаметр канала, тем дешевле его стоимость, снизится цена и на доборные элементы (заслонки, клапаны);
  • меньший размер труб расширяет возможности монтажа, их можно расположить так, как нужно, практически не подстраиваясь под внешние стесняющие факторы.

Однако при прокладке воздуховодов меньшего диаметра необходимо помнить, что при повышении скорости воздуха повышается динамическое давление на стенки труб, увеличивается и сопротивление системы, соответственно потребуется более мощный вентилятор и дополнительные расходы. Поэтому до монтажа необходимо тщательно провести все расчеты, чтобы экономия не обернулась большими затратами или даже убытками, т.к. постройку, не соответствующую нормам СНиП могут не допустить до эксплуатации.

Микроклимат, обеспеченный системами вентиляции в жилом или производственном помещении, влияет на самочувствие и работоспособность людей. Для создания комфортных условий жизнедеятельности разработаны нормы, определяющие состав воздуха. Постараемся разобраться, какой должна быть скорость воздуха в воздуховоде, чтобы он всегда оставался свежим и отвечал гигиеническим нормам.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

По строительным и гигиеническим нормам, каждый жилой или производственный объект необходимо обеспечить системой вентиляции. Главное ее назначение – сохранение воздушного баланса, создание благоприятного для работы и отдыха микроклимата. Это значит, что в атмосфере, которой дышат люди, не должно наблюдаться переизбытка тепла, влаги, загрязнений различного рода.

Нарушения в организации системы вентиляции приводят к развитию инфекционных болезней и заболеваний дыхательной системы, к снижению иммунитета, к преждевременной порче продуктов питания. В излишне влажной и теплой среде быстро развиваются болезнетворные микроорганизмы, на стенах, потолках и даже на мебели появляются очаги плесени и грибка.

Схема вентиляции в двухэтажном частном доме. Вентиляционная система оборудована приточно-вытяжной энергосберегающей установкой с рекуператором теплоты, который позволяет повторно использовать тепло выводимого из здания воздуха

Одним из условий сохранения здорового воздушного баланса является правильное проектирование системы вентиляции. Каждая часть воздухообменной сети должна быть подобрана, исходя из объемов помещения и характеристик воздуха в нем.

Предположим, в небольшой квартире достаточно хорошо налаженной приточно-вытяжной вентиляции, тогда как в производственных цехах обязательна установка оборудования для принудительного воздухообмена.

При строительстве домов, общественных учреждений, цехов предприятий руководствуются следующими принципами:

  • каждое помещение нужно обеспечить системой вентиляции;
  • необходимо соблюдать гигиенические параметры воздуха;
  • на предприятиях следует установить устройства, увеличивающие и регулирующие скорость воздухообмена; в жилых помещениях – кондиционеры или вентиляторы при условии недостаточной вентиляции;
  • в помещениях разного назначения (например, в палатах для больных и операционной или в офисе и в комнате для курения) необходимо оборудовать разные системы.

Чтобы вентиляция соответствовала перечисленным условиям, нужно сделать расчеты и подобрать оборудование – приборы подачи воздуха и воздуховоды. Также при устройстве вентиляционной системы необходимо правильно выбирать места забора воздуха, чтобы не допустить поступления загрязненных потоков обратно в помещения.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

В процессе составления проекта вентиляции для частного дома, многоэтажного жилого здания или производственного помещения рассчитывают объем воздуха и намечают места монтажа вентиляционного оборудования: водухообменных установок, кондиционеров и воздуховодов

От размеров воздуховодов (в том числе домовых шахт) зависит эффективность воздухообмена. Выясним, каковы нормы скорости потока воздуха в вентиляции, указанные в санитарной документации.

Вообще, любой расчет воздуховодной системы производится на основе некоторых данных:

  1. объем обрабатываемого воздуха;
  2. скорость потока;
  3. конфигурация воздухораспределительной сети.

Формула расчета скорости воздуха такова: p = ρU²/2, здесь под p понимается давление в Па., ρ – это плотность воздуха, а U – сама скорость. Конечно, это несовершенная формула, и ее нужно преобразить. Тогда получается вот так: U² = p/ρ/2. Как видно, здесь нет ничего сложного, нужно лишь большое внимание.

Расчет скорости воздуха в воздуховоде должен производиться крайне точно. Если обратиться в интернет, то можно найти специальный калькулятор расчетов. С помощью него можно рассчитать любые данные по системе или же проверить свои уже имеющиеся расчеты. Лишним этот калькулятор точно не будет.

При любом расчете следует учесть все мельчайшие подробности вентиляционной системы. Важно, какого типа трубы (жесткие, полугибкие или гибкие), важно так же сечение труб и в какой фигуре оно выполнено (круглое, прямоугольное или квадратное). Стоит обратить внимание и на то, какой стоит фильтр в данной системе.

Так же важно знать саму длину системы и сколько в ней поворотов. Расчёт скорости потока воздуха – самый главный расчет. От скорости воздушного потока зависят все остальные данные. Для того, чтобы скорость была желаемой, нужно выбрать подходящие трубы с конкретным сечением и диаметром. Нужно правильно проложить эти трубы, правильно закрепить их.

Выясняем воздухообмен по числу жильцов

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

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

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.

Q
=
K
(k
2-
k
1),

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.

Q
=
G
изб
c
(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.

R=n *R1,

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

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.

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.

  • 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.

Расчет воздуховодов приточных и вытяжных систем механической и естественной вентиляции

Но ничто не идеально. Пластик, как и любой другой материал, имеет свои "слабые места". К таким относится уязвимость к действию высоких температур и открытому пламени.

Применение оцинкованных труб наиболее рационально в следующих условиях:

  • температура перемещаемого воздуха не выше 80 градусов по Цельсию;
  • влажность меньше 60%.

Игнорирование этих условий приводит к повреждению защитного слоя, отслаиванию цинка.

Наиболее значимыми преимуществами изделий считают:

  • небольшой вес конструкции;
  • низкая стоимость;
  • простота монтажа;
  • несложная эксплуатация.

Недостатками являются ограниченное применение и накопление в процессе эксплуатации статического электричества.

Гофрированные трубы

Гофрированные трубы для вентиляции

Данный вид вентиляционных труб производится, как правило, из алюминия или стали, что позволяет применять подобные трубы в условиях действия очень высоких температур (вплоть до 900 градусов по Цельсию). Помимо этого гофрированные трубы не склонны накапливать статическое электричество и довольно эстетичны.

В целом устраняя недостатки оцинкованных и пластиковых труб для вентиляции, гофрированные тем не менее не смогли избежать одного существенного минуса: их внутренняя поверхность, не являющаяся достаточно гладкой, создаёт дополнительное аэродинамическое сопротивление.

Для жилых помещений приток воздуха должен составлять:

  • или не менее трёх кубометров на один квадратный метр площади;
  • или 20 кубометров в час для временных посетителей и 60 кубометров в час для постоянных жильцов.

Для подсобных сооружений - от 180 кубометров в час.

Таблица для подбора диаметра труб для воздуховодов

Расчёт труб для вентиляции проводят:

  • по формуле;
  • по таблице;
  • при помощи программ.

Для расчёта по формуле необходимо учесть объём помещения, необходимый объём воздуха.

По таблице же определяется высота труб, которая зависит от двух параметров: ширины и диаметра труб.

Расчёт по программе более прост. Это выражается хотя бы в том, что программа позволяет учесть среднюю температуру снаружи и внутри, форму воздуховода, сопротивление движению воздуха, шероховатость внутренней поверхности.

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.
Схема притока и вытяжки из коттеджа
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.

Схема движения газов внутри здания
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.

При правильных расчетах и грамотном монтаже вентилирование дома осуществляется в подходящем режиме. Это означает, что воздух в жилых помещениях будет свежий, с нормальной влажностью и без неприятных запахов.

Если же наблюдается обратная картина, например, постоянная духота, плесень и грибок в ванной комнате или другие негативные явления, то нужно проверить состояние вентиляционной системы.

Галерея изображений

Фото из

Расчет и проектирование вентиляции выполняется на стадии проектирования строительства или перепланировки. Система нужна для обеспечения нормального микроклимата в помещенияхВо время проектирования и выполнения расчетов вентиляционной системы подбирается оптимальное сечение воздуховодов и мощность оборудованияВ вентиляционных системах с механическим побуждением воздуха за его движение отвечают вентиляторы.

В приточных вентиляторы поставляют воздух в помещения, в вытяжных — отводят егоЕсли вентиляционная система сооружается параллельно системе кондиционирования или воздушного отопления, объем поставляемого ими воздуха должен быть учтен в расчетахКухонную вытяжку нельзя подключать к вентиляционному каналу.

Предлагаем ознакомиться  Новые технологии в дымоотводных системах

Это отдельные системы, каждая из которых решает собственные задачиТак как эксплуатационные условия разных по назначению помещений отличаются, то расчеты для них производятся отдельноВентиляционную систему разрабатывают не только для помещений, но и для отдельных конструкций здания. К примеру, вентиляцию подкровельного пространства устраивают для отвода конденсата из-под кровельного покрытия

Вентиляция частного дома в стиле лофт

Вентканал в перекрытии каркасного дома

Компоненты приточной и вытяжной системы

Вентиляция в паре с кондиционированием

Вентиляционная решетка и вывод вытяжки

Вытяжной вентилятор в ванной комнате

Вентиляция подкровельного пространства

Приточная труба для подвала

Немало проблем доставляет отсутствие микрощелей, спровоцированное установкой герметичных пластиковых окон. В таком случае в дом поступает слишком мало свежего воздуха, нужно позаботиться о его притоке.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

Засоры и разгерметизация воздуховодов могут стать причиной серьезных проблем с удалением отработанного воздуха, который насыщен неприятными запахами, а также избыточными водяными парами.

В результате в служебных помещениях может появиться плесень и грибок, что плохо отражается на здоровье людей и может спровоцировать ряд серьезных заболеваний.

Запотевшие окна, плесень и грибок в ванной комнате, духота — все это явные признаки того, что жилые помещения вентилируются неправильно

Но бывает и так, что элементы вентиляционной системы работают прекрасно, однако описанные выше проблемы остаются нерешенными. Возможно, расчеты вентиляционной системы для конкретного дома или квартиры были проведены неправильно.

Негативно может отразиться на вентилировании помещений их переделка, перепланировка, появление пристроек, установка уже упомянутых ранее пластиковых окон и т.п.

При таких существенных изменениях не помещает повторно произвести расчеты и модернизировать имеющуюся вентиляционную систему в соответствии с новыми данными.

Один из простых способов обнаружить проблемы с вентилированием — проверка наличия тяги. К решетке вытяжного отверстия нужно поднести зажженную спичку или лист тонкой бумаги.

Не стоит использовать для такой проверки открытый огонь, если в помещении используется газовое нагревательное оборудование.

Слишком герметичные внутренние двери могут препятствовать нормальной циркуляции воздуха по дому, рещить проблему помогут специальные решетки или отверстия

Если пламя или бумага уверенно отклоняется в сторону вытяжки, тяга имеется, если же этого не происходит или отклонение слабое, нерегулярное, проблема с отведением отработанного воздуха становится очевидной.

Причиной могут быть засоры или повреждение воздуховода в результате неумелого ремонта.

Не всегда есть возможность устранить поломку, решением проблемы часто становится монтаж дополнительных средств вытяжного вентилирования. Перед их установкой также не помешает провести необходимые расчеты.

Определить наличие или отсутствие нормальной тяги в вытяжной вентиляционной системе дома можно с помощью пламени или листа тонкой бумаги

Полезные видеоролики научат вас работать с физическими величинами и помогут лучше представить, как действует вентиляционная система.

Информацию статьи можно использовать в ознакомительных целях и для того, чтобы лучше представить себе работу вентиляционной системы. Для более точных расчетов скорости движения воздуха при проектировании домашних коммуникаций рекомендуем обратиться к инженерам, которые знают нюансы устройства вентиляции и помогут правильно выбрать размеры воздуховодов.

Нередко при строительстве дома можно столкнуться с системой воздуховода. Известно, что воздуховод – это одна из главных частей в вентиляционной системе. И, конечно, не маловажен при строительстве сам расчет скорости воздуха в воздуховоде. От правильного расчета будет зависеть распределение воздуха в помещении. На этот счет существуют различные формулы, и главное – выполнять расчет очень внимательно, в противном случае, систему придется переделывать.

Существуют некоторые строгоотведенные нормы по работе воздуховодной системы, которых нужно обязательно придерживаться. Итак, воздуховод должен:

  • пропускать необходимый объем воздуха;
  • быть минимум шумным;
  • быть герметичным;
  • иметь минимум потери напора;
  • не превышать норму по скорости воздуха.

Видео-материалы о системах вентиляции

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.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

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.).
Гильзование кирпичного дымохода
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.

Зная величину расхода воздуха и значение скорости его движения, можно определить, какого сечения воздуховоды потребуются. Для этого берется формула, обратная формуле для подсчета расхода воздуха: S = L / 3600 х V. Используя результат, можно посчитать диаметр: D = 1000 х √ (4 х S / «π»). Полученное число сопоставляют с заводскими стандартами, допущенными по ГОСТ, и выбирают наиболее близкие по диаметру изделия.

Если необходимо выбрать прямоугольные, а не круглые воздуховоды, то следует вместо диаметра определить длину/ширину изделий. При выборе ориентируются на примерное сечение, используя принцип a х b ≈ S и таблицы типоразмеров, предоставленные заводами-изготовителями. Напоминаем, что по нормам отношение ширины и длины не должно превышать 1 к 3.

Воздуховоды с прямоугольным или квадратным сечением имеют эргономичную форму, что позволяет устанавливать их впритык к стенам. Этим пользуются, обустраивая домашние вытяжки и маскируя трубы над потолочными навесными конструкциями или над кухонными шкафами (антресолями)

Общепринятые стандарты прямоугольных каналов: минимальные размеры – 100 мм х 150 мм, максимальные – 2000 мм х 2000 мм. Круглые воздуховоды хороши тем, что обладают меньшим сопротивлением, соответственно, имеют минимальные показатели уровня шума. В последнее время специально для внутриквартирного применения выпускают удобные, безопасные и легкие пластиковые короба.

Любая ошибка при установке данной системы может привести к негативным последствиям. Следует следить не только за расчетами, но и за техникой сборки системы. Стоит обратить внимание на закрепление системы, трубы достаточно тяжелые, и их падение может закончиться плачевно.

Из трех параметров, принимающих участие в расчете, нормируется только один, это диаметр круглого воздуховода или габаритные размеры канала прямоугольного сечения. В Приложении Н СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование» представлена нормаль диаметров и размеров, которых следует придерживаться при разработке вентиляционных систем.

Остальные два параметра (скорость и расход воздушных масс) не нормируются, потребности в количестве свежего воздуха для вентиляции могут быть разными, иногда и довольно большими, поэтому расход определяется отдельными требованиями и расчетами. Только в жилых зданиях, детских садах, школах и учреждениях здравоохранения для помещений различного назначения прописаны четкие нормы вытяжки и притока. Эти значения представлены в нормативной документации, касающейся этих видов зданий.

Скорость движения воздушных масс в каналах не ограничивается и не нормируется, ее следует принимать по результатам расчета, руководствуясь соображениями экономической целесообразности. В справочной технической литературе существуют рекомендуемые величины скоростей, которые можно принимать при тех или иных конкретных условиях.

Таблица 1

При естественном побуждении рекомендуемая скорость движения потока в системе варьируется от 0,2 до 1 м/с, что также зависит от функционального назначения каждого воздухопровода. В некоторых вытяжных шахтах высотных домов или сооружений эта величина может достигать 2 м/с.

В современных вентиляционных системах применяются установки, включающие в себя весь комплекс для подачи и обработки воздуха: очистка, нагревание, охлаждение, увлажнение, шумопоглощение. Эти установки называют центральными кондиционерами. Скорость потока внутри нее регламентируется заводом-производителем.

Дело в том, что все элементы для обработки воздушных масс должны действовать в оптимальном режиме, чтобы обеспечить требуемые параметры воздуха. Поэтому производители изготавливают корпуса установок определенных размеров под заданный диапазон расходов воздуха, при которых все оборудование будет работать эффективно. Обычно значение скорости движения потока внутри центрального кондиционера лежит в пределах 1,5-3 м/с.

LP/VT = FP.

Обратите внимание! По полученному таким образом показателю (речь идет о поперечном сечении) необходимо подобрать воздуховод со стандартными величинами, а фактическое его сечение (обозначается аббревиатурой FФ) должно быть максимально близким к рассчитанному ранее. . Идем дальше

LP/ FФ = VФ.

Получив показатель требуемой скорости, необходимо рассчитать, насколько будет уменьшаться давление в системе вследствие трения о стенки каналов (для этого необходимо использовать специальную таблицу). Что же касается локального сопротивления для каждого из участков, то их следует рассчитывать по отдельности, после чего суммировать в общий показатель.

Воздушно-отопительный агрегат

Ранее мы рассказывали о том что из себя представляет воздушно-отопительный агрегат, говорили о его приемуществах и сферах применения, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией

Если принято решение устанавливать конструкции с прямоугольным сечением, то соотношение его длины и ширины должно приближаться к 3:1.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

Длина и ширина сечения канальных воздуховодов с прямоугольной конфигурацией должны соотноситься как три к одному, чтобы уменьшить количество шума

Скорость перемещения воздушных масс по основной магистрали должна составлять около пяти метров в час, а на ответвлениях — до трех метров в час.

Это обеспечит работу системы с минимальным количеством шума. Скорость движения воздуха во многом зависит от площади сечения воздуховода.

Чтобы подобрать размеры конструкции, можно использовать специальные расчетные таблицы. В такой таблице нужно выбрать слева объем воздухообмена, например, 400 куб.мч, а сверху выбрать значение скорости — пять метров в час.

Затем нужно найти пересечение горизонтальной линии по воздухообмену с вертикальной линией по скорости.

С помощью этой диаграммы вычисляют сечение воздуховодов для канальной вентиляционной системы. Скорость движения в магистральном канале не должна превышать 5 км/ч

От этого места пересечения проводят линию вниз до кривой, по которой можно определить подходящее сечение. Для прямоугольного воздуховода это будет значение площади, а для круглого — диаметр в миллиметрах.

Сначала делают расчеты для магистрального воздуховода, а затем — для ответвлений.

Таким образом расчеты делают, если в доме планируется только один вытяжной канал. Если же предполагается установить несколько вытяжных каналов, то общий объем воздуховода по вытяжке нужно разделить на количество каналов, а затем провести расчеты по изложенному принципу.

Эта таблица позволяет подобрать сечение воздуховода для канальной вентиляции с учетом объемов и скорости перемещения воздушных масс

Кроме того, существуют специализированные калькуляционные программы, с помощью которых можно выполнить подобные расчеты. Для квартир и жилых домов такие программы могут быть даже удобнее, поскольку дают более точный результат.

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.

Аф=R *p3600 *Vp,

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

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

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.

Vp=R *p3600 *Aф.факт

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.

  • низкая себестоимость, если сравнивать с воздуховодами из других материалов;
  • антикоррозийные поверхности не нуждаются в дополнительной защите или обработке;
  • простота в обслуживании, при чистке можно использовать любые моющие средства;
  • большой выбор диаметров труб ПВХ труб вентиляции;
  • простая установка, также, при необходимости, легко проводится демонтаж конструкции;
  • на поверхности не скапливаются загрязнения за счет гладкости;
  • при нагревании не происходит выделения вредных и токсичных веществ для здоровья человека.
  • оцинкованные и нержавеющие трубы разрешается использовать на объектах с повышенной влажностью и частыми перепадами температур;
  • влагостойкость – конструкции не подвержены образованию коррозии и ржавчины;
  • высокие показатели термостойкости;
  • относительно небольшой вес;
  • простой монтаж – необходимы базовые знания.

Размеры и диаметры труб для вентиляции

I/(3600xVpek) = F.

LP/VT = FP.

LP/ FФ = VФ.

Комментариев:

  • Для чего необходимо знать о площади воздуховодов?
  • Как посчитать площадь используемого материала?
  • Вычисление площади воздуховодов

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

Возможная концентрация в закрытых помещениях воздуха, загрязненного пылью, водными парами и газами, продуктами термической переработки пищи, заставляет устанавливать системы вентиляции. Чтобы эти системы были эффективными, приходится делать серьезные расчеты, в том числе и расчет площади воздуховодов.

Выяснив ряд характеристик строящегося объекта, в том числе площади и объемы отдельных помещений, особенности их эксплуатации и количество людей, которые будут там находиться, специалисты, применяя специальную формулу, могут установить проектную производительность вентиляции. После этого появляется возможность рассчитать площадь сечения воздуховода, которое обеспечит оптимальный уровень проветривания внутренних помещений.

Выбрать диаметр воздуховода – дело так же не из легких. Для этого нужно опят же обратиться к расчетам. Важно знать количество необходимого воздуха. При этом нельзя забывать и про санитарные нормы. Если же данного диаметра недостаточно для вентиляции, то требуется еще один или несколько воздуховодов.

Здесь L – это некоторая нагрузка участка, а V – скорость потока воздуха. При выборе сечения большого диаметра можно снизить скорость потока воздуха, за счет чего и снижается шум. Поэтому и рекомендовано ставить один воздуховод, но с большим диаметром, чем два, но с маленькими диаметрами. Так же снижение скорости воздушного потока положительно влияет на энергосбережение, а, значит, помогает сэкономить денежные средства. Конечно, при этом стоимость большого воздуховода несколько выше, чем стоимость маленького.

Комментариев:

  • Как правильно подобрать параметры воздушного канала?
  • Некоторые экономические аспекты подбора размеров воздухопровода
  • Значения параметров в различных видах воздушных каналов

    • Каналы магистральные и ответвления
    • Каналы внутри помещений
    • Измерение параметров воздушного потока при наладке системы

Воздухопроводы приточных или вытяжных вентиляционных систем могут изготавливаться из разных материалов и быть различной конфигурации. При этом их габаритные размеры целиком зависят от двух других параметров, и формула расчета скорости воздуха хорошо отражает эту зависимость.
Эти два параметра – расход воздуха, движущегося по каналу, и скорость его движения.

  • 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.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

S
=
R
3600
v
,

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

Число 3600 — временной коэффициент.

здесь: D
— диаметр вентиляционной трубы, м.

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.

Диаметр, мм
Длина, м
1
1,5
2
2,5
100
0,3 0,5 0,6 0,8
125
0,4 0,6 0,8 1
160
0,5 0,8 1 1,3
200
0,6 0,9 1,3 1,6
250
0,8 1,2 1,6 2
280
0,9 1,3 1,8 2,2
315
1 1,5 2 2,5

Таблица 2
. Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

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

Диаметр, мм
Угол, град
15
30
45
60
90
100
0,04 0,05 0,06 0,06 0,08
125
0,05 0,06 0,08 0,09 0,12
160
0,07 0,09 0,11 0,13 0,18
200
0,1 0,13 0,16 0,19 0,26
250
0,13 0,18 0,23 0,28 0,39
280
0,15 0,22 0,28 0,35 0,47
315
0,18 0,26 0,34 0,42 0,59

Таблица 3
. Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.

Размеры и диаметры труб для вентиляции

Галерея изображений

Фото из

Таблица 1

Придвижении воздуха по воздуховоду в любомпоперечномсечении потока различают три видадавления:статическое,динамическоеи полное.

Статическоедавлениеопределяет потенциальнуюэнергию 1 м3воздуха в рассматриваемом сечении (рстравно давлению на стенки воздуховода).

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

где– плотностьвоздуха, кг/м3;– скоростьдвижения воздуха в сечении, м/с.

Полноедавлениеравно сумме статического и динамическогодавлений.

Традиционнопри расчете сети воздуховодов применяетсятермин “потеридавления”(“потериэнергии потока”).

Потеридавления (полные) в системе вентиляциискладываются из потерь на трение ипотерь в местныхсопротивлениях (см.: Отопление ивентиляция, ч. 2.1 “Вентиляция”под ред. В.Н. Богословского, М., 1976).

где– критерий Рейнольдса; К – высотавыступов шероховатости (абсолютнаяшероховатость).Приинженерных расчетах потери давленияна трение,Па (кг/м2),в воздуховоде длиной /, м, определяютсяпо выражению

где– потеридавления на 1 мм длины воздуховода,Па/м [кг/(м2* м)].

Дляопределения Rсоставленытаблицы и номограммы. Номограммы (рис.1 и 2) построены для условий: форма сечениявоздуховода круг диаметром,давление воздуха 98 кПа (1 ат), температура20°С, шероховатость= 0,1 мм.

Длярасчета воздуховодов и каналовпрямоугольного сечения пользуютсятаблицами и номограммамидля круглых воздуховодов, вводя приэтомэквивалентный диаметр прямоугольноговоздуховода, при котором потери давленияна трение вкругломи прямоугольном~воздуховодахравны.

■ по скорости

приравенстве скоростей

■ порасходу

приравенстве расходов

■ поплощади поперечного сечения

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

при равенствеплощадей сечения

где– табличноезначение удельных потерь давленияна трение;– коэффициентучета шероховатости стенок (табл. 8.6).

Потеридавления в местных сопротивлениях. Вместах поворота воздуховода, при делениии слияниипотоков в тройниках, при измененииразмероввоздуховода (расширение – в диффузоре,сужение – в конфузоре), при входе ввоздуховод или вканал и выходе из него, а также в местахустановкирегулирующих устройств (дросселей,шиберов, диафрагм) наблюдается падениедавления в потокеперемещающегося воздуха.

В указанныхместах происходитперестройка полей скоростей воздуха ввоздуховоде и образование вихревых зону стенок, что сопровождаетсяпотерей энергии потока. Выравниваниепотока происходит на некотором расстояниипосле прохожденияэтих мест. Условно, для удобства проведенияаэродинамического расчета, потеридавления в местныхсопротивлениях считают сосредоточенными.

Потеридавления в местном сопротивленииопределяютсяпо формуле

где–коэффициент местного сопротивления(обычно,в отдельных случаях имеет местоотрицательное значение, при расчетахследуетучитывать знак).

Коэффициентотноситсяк наибольшей скоростив суженном сечении участка или скоростив сеченииучастка с меньшим расходом (в тройнике).В таблицахкоэффициентов местных сопротивленийуказано, к какой скорости относится.

Потеридавления в местных сопротивленияхучастка, z,рассчитываются по формуле

– суммакоэффициентов местных сопротивленийна участке.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

где– потеридавления на 1 м длины воздуховода;

– потеридавления в местных сопротивленияхучастка.

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.

  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 – просто выведите воздухопроводы на высоту не менее 4 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.
Предлагаем ознакомиться  Как выбрать солнечную батарею для дома: советы профессионалов

Шумность воздуховода

Во-первых, нужно уменьшить количество переходов и соединений по системе. Во-вторых, нужно обратить внимание на вентиляторы. Если сечение большое, то через него может проходить достаточный поток воздуха при малой скорости, а это снижает сам шум. В-третьих, лучше, чтобы система была автоматической. При составлении программы учитывается рабочее время того или иного предприятия, и, конечно, в нерабочее время скорость и поток воздуха несколько уменьшаются, следовательно – уменьшается и шум.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

В-четвертых, при закладке данной системы должны применяться плавные переходы. Необходимо верно выбирать сечения, к примеру, для перехода из большого сечения в малое. Если на пути у воздуха не будет никаких препятствий, то и шума станет гораздо меньше. И в-пятых, следует применять исключительно гибкие распределители воздуха.

Не маловажно для шума и то, каким способом скреплены между собой трубы. Так, например, при реечном способе некоторый процент воздуха выходит наружу, это создает некоторый шум плюсом к тому, что уже есть в самих трубах. А вот при фланцевом способе такого не происходит, и шумовых колебаний, поэтому меньше.

Сколько потребуется

Не редко при строительстве задается такой вопрос: сколько воздуховодов потребуется на данное здание? Вопрос этот хороший, от количества будет зависеть, правильно ли собрана вентиляционная система в целом. И, конечно, от этого зависит сама работоспособность этой системы.

Чаще всего встречаются случаи, когда требуется всего лишь один воздуховод. К примеру, многим предприятиям небольшого размера, вполне хватает одного. И это отвечает поставленным нормам. В детском саду воздуховод один, но большого сечения. В небольшом салоне красоты так же воздуховод один, но сечение уже гораздо меньше.

А вот если помещение внушительных размеров, например, завод или торговый центр. Здесь одним воздуховодом не ограничиться. То есть, количество зависит напрямую от площади помещения, в котором установлена данная система. В санитарных нормах четко прописано, на какую площадь сколько нужно воздуховодов.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

Еще на число воздуховодов влияют денежные средства. Один большой воздуховод дороже нескольких маленьких. Нельзя не сказать и о том, что шума от двух воздуховодов гораздо больше, чем от одного, но большого. Кроме того, большой воздуховод издает гораздо меньше шума, чем маленький, так как в маленьком скорость потока воздуха больше, чем в большом.

Расчет сечения воздуховодов методом допустимых скоростей

По форме сечения трубы для данной системы делятся на круглые и прямоугольные. Круглые применяются в основном на больших промышленных предприятиях. Так как для них требуется большая площадь помещения. Прямоугольные сечения хорошо подходят для жилых домов, детских садов, школ и поликлиник. По уровню шума трубы с круглым сечением находятся на первом месте, так как от них исходит минимум шумовых колебаний. От труб с прямоугольным сечением шумовых колебаний немного больше.

Изготавливаются трубы обоих сечений чаще всего из стали. Для труб круглого сечения сталь применяют менее твердую и упругую, для труб с прямоугольным сечением – наоборот, чем тверже сталь, тем прочнее труба.

В заключении хочется еще раз сказать о внимании к установке воздуховодов, к проводимым расчетам. Помните, насколько правильно вы все выполните, настолько желаемым будет функционирование системы в целом. И, конечно, нельзя забывать о безопасности. Детали для системы следует выбирать внимательно. Следует помнить главное правило: дешево – не значит качественно.

  1. Спиральные формы отличаются повышенными показателями жесткости и привлекательным внешним видом. При монтаже соединения выполняются с применением картонного или резинного уплотнителя и фланцев. Системы не нуждаются в изоляции.
  1. Для жилых объектов (загородных и дачных домов) идеальным вариантом будут плоские формы за счет следующих достоинств:
  • при необходимости круглые и плоские трубы легко комбинируются;
  • если размеры не совпали, то параметры легко корректируются с использованием строительного ножа;
  • конструкции отличаются относительно небольшой массой;
  • в качестве соединительных элементов применяются тройники и фланцы.
  1. Установка гибких конструкций происходит без дополнительных элементов для соединения (фланцев и т. д.), что в значительной степени упрощает монтажный процесс. Для материала изготовления используется ламинированная полиэфирная пленка, натканное полотно или фольга из алюминия.
  2. Более востребованы круглые воздуховоды, спрос объясняется следующими достоинствами:
  • минимальное число соединительных элементов;
  • простая эксплуатация;
  • хорошо распределяется воздух;
  • высокие показатели жесткости;
  • несложные установочные работы.

Материал изготовления и формы труб определяются еще на стадии разработки проектной документации, здесь учитывается большой перечень пунктов.

Как определяется диаметр вентиляционной трубы?

■ по скорости

■ порасходу

Составляющей частью метода допустимых скоростей является расчет потерь давления в сети воздуховодов для подбора вентилятора необходимой производительности и напора.

В принципе, требуемую производительность вентилятора можно узнать путем сложения необходимого количества воздуха для всех помещений здания и подбором подходящей модели в каталоге производителя. Но проблема в том, что максимальное количество воздуха, указанное в документации к вентилятору, он способен подать лишь без сети воздуховодов. А при подключении трубы его производительность будет падать в зависимости от потери давления в сети.

Для этого в документации каждому вентилятору дается диаграмма производительности в зависимости от падения давления в сети. А как же рассчитать это падение? Для этого необходимо определить:

  • падение давления на ровных участках воздуховодов;
  • потери на решетках, поворотах, тройниках и других фасонных элементах и препятствиях в сети (местных сопротивлениях).

Потери давления на участках воздуховодов рассчитываются по той же приведенной номограмме. От точки пересечения линии скорости движения воздуха в подобранном воздуховоде и его диаметра находим потери давления в паскалях на метр. Далее высчитываем полные потери давления на участке определенного диаметра умножением удельной потери на длину.

Для нашего примера с воздуховодом 100 мм и скоростью около 4 м/с потери давления будут составлять около 2 Па/м.

Расчет потерь давления на поворотах, изгибах, тройниках, изменения сечения и переходах существенно сложнее чем на прямых участках. Для такого на той же приведенной выше схеме указываются все элементы, которые могут препятствовать движению.

Рис 3 (Некоторые к. м. с.)

Pм. с.=ζ×Pд

где Pд=V2×ρ/2 — динамическое давление (V – скорость, ρ – плотность воздуха).

Например, если на уже рассматриваемом нами участке диаметром 100 мм со скоростью движения воздуха 4 м/с будет находиться круглый отвод (поворот 90 градусов) к. м. с. которого 0,21 (по таблице), потери давления на нем будут составлять

  • Pм. с.=0,21 · 42·(1,2/2) = 2,0 Па.

Средняя плотность воздуха при температуре 20 градусов составляет 1,2 кг/м3.

Далее необходимо сложить потери давления в воздуховодах и на местных сопротивлениях сети от вентилятора до самого удаленного участка. Это лучше делать в табличной форме.

Рис 4 (Пример таблицы)

По найденным параметрам подбирается вентилятор.

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

Галерея изображений

Фото из

Основные виды воздуховодов.

На практике определение размера воздуховода на этом не заканчивается. Дело в том, что вся система каналов для доставки воздушных масс в помещения имеет определенное сопротивление, рассчитав которое, принимают мощность вентиляционного агрегата. Эта величина должна быть экономически обоснована, чтобы не возникал перерасход электроэнергии для работы вентиляционной системы.

В то же время большие габариты каналов могут стать серьезной проблемой при их монтаже, они не должны отнимать полезную площадь помещений и находиться в пределах предусмотренной для них трассы по своим габаритам. Поэтому зачастую скорость потока на всех участках системы увеличивают, чтобы габариты каналов стали меньше. Тогда потребуется сделать перерасчет, возможно, не один раз.

HB = ∑(Rl Z), где:

  • R — сопротивление трению 1 м воздуховода круглой формы, кгс/м2;
  • l — длина участка одного размера, м;
  • Z — сопротивление, возникающее в фасонных элементах и деталях системы (крестовинах, дроссельных клапанах, отводах и так далее).

Систему разбивают на участки по такому признаку: расход воздуха на участке должен быть постоянным, в том месте, где есть ответвление и количество проходящего воздуха меняется, начинается новый участок. Каждый из них просчитывается, а результаты суммируются, что и показывает формула. Значения сопротивлений трению (R) и в элементах системы являются табличными справочными величинами, длина участка принимается по проекту или по фактическим обмерам.

Если результат не удовлетворяет требованиям и вентилятор, развивающий такое давление, слишком мощный или дорогой, требуется повторно рассчитать диаметр каждой части приточной или вытяжной системы.

Комментариев:

  1. Проложить трубопроводы меньших размеров гораздо проще, особенно если их нужно подвешивать на большой высоте или если условия монтажа весьма стесненные.
  2. Стоимость каналов меньшего диаметра соответственно тоже меньше.
  3. В больших и сложных системах, которые расходятся по всему зданию, прямо в каналы необходимо монтировать дополнительное оборудование (дроссельные заслонки, обратные и противопожарные клапаны). Размеры и диаметры этого оборудования также уменьшатся, и снизится их стоимость.
  4. Прохождение перекрытий трубопроводами в производственном здании может стать настоящей проблемой, если его диаметр большой. Меньшие размеры позволят пройти так, как нужно.

Главный недостаток такого выбора заключается в большой мощности вентиляционного агрегата. Высокая скорость воздуха в малом объеме создает большое динамическое давление, сопротивление системы растет, и для ее работы требуется вентилятор высокого давления с мощным электродвигателем, что вызывает повышенный расход электрической энергии и, соответственно, высокие эксплуатационные затраты.

Другой путь – это снижение скорости воздушных потоков в воздуховодах. Тогда параметры вентиляционного агрегата становятся экономически приемлемыми, но возникает множество трудностей в монтаже и высокая стоимость материалов.

Проблемы прохождения большой трубой перегруженных оборудованием и инженерными сетями мест решается множеством поворотов и переходов на другие виды сечений (с круглого на прямоугольное или плоскоовальное). Проблему стоимости приходится решать единоразово.

Во времена СССР проектировщики, как правило, старались найти компромисс между этими двумя решениями. В настоящее время удорожания энергоносителей появилась тенденция к применению второго варианта. Собственники предпочитают единоразово решить финансовые вопросы и смонтировать более экономичную вентиляцию, чем потом в течение многих лет оплачивать высокие затраты электроэнергии.

Применяется и универсальный вариант, при котором в магистральных воздухопроводах с большими расходами скорость потока увеличивают до 12-15 м/с, чтобы уменьшить их диаметры. Дальше по системе соблюдается скорость 5-6 м/с на ответвлениях, вследствие чего потери давления выравниваются. Вывод здесь однозначный: скорость движения воздушного потока в каналах играет немаловажную роль для экономики предприятия.

Расчет тепловой нагрузки

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.

Q= * 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.

Q
в=
V
н *
k
*
p
*
C
р(t
вн —
t
нро),

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.

Расчет диффузоров и решеток

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.

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

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

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

P=v * 0,36 * ∆T

Аф=R *p3600 *Vp,

Особое внимание требуется обращать на длину и диаметр трубы для естественной вентиляции, так как от правильных расчетов зависит эффективность, производительность и надежность воздуховодов.

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

Аф=
R
*
p
3600 *
Vp
,

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

Основы аэродинамического расчета воздуховодов. Подбор вентиляторов

Vp
=
R
*
p
3600 *
A
ф.факт

Q
=0,278 *
W
*
c
(T
п-
T
у),

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.

Поддержание хорошего микроклимата в помещениях - очень важная проблема при эксплуатации любых зданий. Удаление загрязнённого, подача чистого и свежего воздуха становится наипервейшей задачей по поддержанию требуемых параметров микроклимата. Дополнительной функцией при этом становится сохранение тепла в помещениях.

Эта функция сейчас стала занимать особенно важное место в вопросах проектирования и эксплуатации зданий, так как множество уже построенных объектов не удовлетворяют по данному параметру современным нормативным документам и актам. Наиболее подходящим решением обеих задач является использование современных вентиляционных систем.

Существует достаточно большое количество вариантов исполнения этих систем, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы. Но всё же есть в них кое-что одно, что их объединяет. Именно этим "чем-то" являются трубы для вентиляции.

Варианты монтажа воздуховодов

Сам монтаж проводится с учётом вышеперечисленных факторов, а также требований по уровню шума в помещениях. Так, если трубы для вентиляции имеют много поворотов или переходов на различные диаметры, то система вентиляции будет производить слишком "шумной", потому рекомендуется сократить их число.

С другой стороны объёмно-планировочные решения помещений могут не позволить уменьшить количество поворотов и т.п. Именно поэтому важно знать, какой уровень шума допустим в каждом конкретном случае. Так же в решении проблемы может помочь тщательный подбор разветвителей, проводимый с учётом исходного материала труб.

Крепятся трубы для вентиляции обычно при помощи:

  • хомутов;
  • шпилек;
  • R-, Z- и V-образных кронштейнов;
  • перфолент;
  • анкеров;
  • струбцин.

Для того чтобы системы кондиционирования работали без сбоев и обеспечивали заданную производительность, при их проектировании выполняется расчет воздуховодов вентиляции, включающий определение пропускной способности и выбор поперечного сечения.Устройства для транспортировки воздуха – воздуховоды - нашли самое широкое распространение в бытовых и промышленных системах вентиляции и кондиционирования, а также применяются для подачи воздуха в различном технологическом оборудовании в металлургии, химической и перерабатывающей промышленности.

Сегодня в бытовых и промышленных системах кондиционирования , независимо от их типа (вытяжная или приточная, принудительная или естественная) предусмотрено обустройство одного канала (вытяжного), а приток воздуха предполагается через окна и двери, а также через щели и зазоры, имеющиеся в стенах и полу строительного сооружения.

При создании комбинированной приточно-вытяжной системы требуется проектирование и расчет воздуховода вентиляции в приточном канале.

Помимо определения поперечного сечения, при котором будет обеспечен нужный воздухообмен (производительность), расчет воздуховодов вентиляции проводят на потери напора и жесткость. Последнее вызвано использованием в современных комплексах технологического оборудования для кондиционирования пластиковых и гибких воздуховодов для вентиляции, которые имеют пониженную прочность и жесткость по сравнению с традиционными металлическими конструкциями.

Особенности аэродинамического расчёта

Аксонометрия

Калькулятор вентиляционных воздуховодов стыки. Расчет системы вентиляции и ее отдельных элементов: площади, диаметров труб, параметров нагревателей и диффузоров

Расчет аэродинамики выполняется строго тогда, когда рассчитаны требуемые объёмы воздушных масс. Это основное правило. Также заранее определяются с точками установки воздуховодов, а также дефлекторов.

Графическая часть для расчёта аэродинамики – это аксонометрическая схема. На ней указываются все устройства и протяжённость участков. Затем общая сеть дробится на отрезки со схожими характеристиками. Каждый участок сети рассчитывается на аэродинамическое сопротивление отдельно. После определения параметров на всех участках, они переносятся на аксонометрическую схему. Когда все данные внесены, то вычисляется главная магистраль воздуховода.

Изготовление отдельных деталей и сборочных единиц вентиляционных и кондиционирующих систем (стандартизированные по диаметру и длине воздушные трубы или каналы) осуществляется или на промышленных предприятиях или в условиях ремонтно-строительных организаций, осуществляющих монтаж воздуховодов вентиляции по индивидуальному проекту, привязанному к конкретному возведенному объекту.

По конструкции и способу монтажа воздуховоды для вентиляции делятся на:

  • встроенные канальные трубопроводы (шахты);
  • внешние воздушные трубопроводы.

Первая категория трубопроводов обычно предусматривается в конструкции здания при разработке архитектурно-строительного проекта. Они прокладываются внутри кирпичных или бетонных стен, а также могут быть встроены как отдельный элемент в сэндвич-панели сборных индивидуальных домов, складских помещений и торговых павильонов.

Внешние трубопроводы обустраиваются при реконструкции и капитальном ремонте зданий, а также при перепрофилировании производственных помещений под выпуск другой номенклатуры продукции. Внешние трубопроводы для подачи воздуха выполняются в виде подвесных или навешиваемых на стену коробов или труб, состоящих из сборных прямолинейных и фасонных участков, соединенных специальной фурнитурой или при помощи фланцевых соединений.

Внешние воздуховоды классифицируются и по материалу изготовления. Сегодня для бытовых целей, в промышленности, складском хозяйстве и торговой деятельности широко используются следующие виды воздушных трубопроводов:

  • металлические коробчатые конструкции, изготавливаемые из оцинкованной или нержавеющей стали и алюминия;
  • пластиковые конструкции, при изготовлении которых используется полипропилен или армированный поливинилхлорид;
  • гибкие (гофрированные) трубопроводы, изготавливаемые из алюминиевой, профилированной ленты или армированного термопластика.

В современном строительстве, при ремонте и реконструкции промышленных сооружений широкое распространение получили пластиковые воздуховоды для вентиляции, которые по сравнению с металлическими конструкциями имеют меньшую стоимость, вес и трудоемкость монтажа.

, , , ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector