Калькулятор расчёта вентиляции: производительность, размеры воздуховодов

Вычисление потерь на трение

гдеl — длина участка контура циркуляции, м,dэкв-эквивалентный диаметр поперечного сечения участка, м,

dэкв=

-коэффициент сопротивления трения.

Коэффициентсопротивления трения определяется режимом течениявоздуха в рассматриваемом сечении контура циркуляции, или величиной критерия Рейнольдса:

Re=dэкв

гдеWidэкв — скорость и эквивалентный диаметр канала и кинематический коэффициент вязкости воздуха (определяется по таблицам /1/ и /2/м /с.

Значение

для значенийReв интервале 1058 (развитое турбулентное значение) определяется по формуле Никурадзе:

.-3.Re-0,231

Более подробные сведения по выборуможно получить из /4/ и /5/ В /5/ приведена диаграмма для нахождения значения, облегчающая расчеты. Вычисленные значениявыражаются в паскалях (Па).

5.3. «Местные» потери — под этим термином понимают потери энергии в тех местах, где поток воздуха внезапно расширяется или суживается, претерпевает повороты и т.д. В проектируемой печи таких мест достаточно много — калориферы, повороты каналов, расширения или сужения каналов и др.

Сумма 29.4Па

=/2

Коэффициент местного сопротивления определяется но таблицам /1/ и /5/ в зависимости от типа местного сопротивления, и габаритных характеристик. Например, в данной печи местное сопротивление типа внезапного сужения имеет место в канале 1-2 (см. рис.7).

160Па,

Сумма=1411,6 Па=30 1410 =1440 Па

Для производительности 3/с и необходимого напора Н>1440

Па.. Получаем: n=550об/мин;Nуст25 кВт.

Измерение объемного расхода на воздухоприемной решетке вытяжной вентиляции

на вентиляционной решетке используют анемометр с крыльчаткой большого диаметра D=80-125 мм. У такого прибора диаметр крыльчатки будет сопоставим с размерами решетки.

Анемометр с крыльчаткой большого диаметра D=80-125 мм – наиболее подходящий прибор, так как с ним проводится минимальное количество измерений. Это дает более точный результат и минимум затраченного времени.

Для упрощения измерений на решетке и уменьшения погрешности вместе с  анемометром используют специальную насадку — воронку.

После установки воронки с анемометром на вентиляционную решетку (диффузор), как показано на рисунке, однородный поток воздуха будет устремлен прямо на чувствительный элемент прибора, благодаря чему будет измерена средняя скорость.

При использовании прибора с крыльчаткой в комплекте  с воронкой отпадает необходимость проведения множества замеров, что дает более точный результат измерений и экономит время. Проводится всего лишь один замер.

Измерять скорость воздуха на решетке с помощью термоанемометра или анемометра с крыльчаткой малого диаметра (16-25 мм) можно только с использованием специальной насадки — воронки. Без воронки точность измерений этими приборами не обеспечивается.

Для измерения на воздухоприемных решетках вытяжной вентиляции насадка может иметь форму прямоугольной коробки. Насадку индивидуального изготовления можно сделать из листовой стали или пластмассы.

При выполнении измерений насадка должна плотно примыкать к решетке.

Анемометры с функцией расчета объемного расхода отображают его автоматически. При этом надо учесть, что у каждой воронки есть свой коэффициент преобразования, который необходимо предварительно ввести в прибор.

В этом видео профессиональный наладчик покажет, как правильно проверить эффективность вентиляциии в доме или квартире.

Расчет естественной вентиляции: определение скорости воздуха, пример расчёта циркуляции

Вентиляция

26.09.2022

2.6 тыс.

1.7 тыс.

https://www.youtube.com/watch?v=mkr3IF2apKE

7 мин.

В любом помещении, независимо от его назначения, должна быть обеспечена вентиляция. От качества её организации зависит самочувствие, работоспособность людей и уровень комфорта их жизни. Правильный расчёт естественной вентиляции способствует тому, что воздух всегда остаётся свежим и соответствует утверждённым гигиеническим нормам.

В соответствии со строительными и гигиеническими требованиями, в каждом жилом и производственном объекте должна быть система вентиляции.

Её основная функция состоит в поддержании воздушного баланса и создании микроклимата, благоприятного для работы и отдыха человека. То есть в атмосфере не должно содержаться лишней влаги, тепла и загрязнений.

Всё это приведёт к тому, что люди, находящиеся в помещении, будут испытывать проблемы с дыханием, у них снизятся защитные функции организма. Чтобы этого не произошло, нужно следовать таким рекомендациям:

• Состав воздуха должен отвечать гигиеническим нормам.
• В местах с неправильным воздухообменом должно быть установлено оборудование, увеличивающее и регулирующее скорость движения воздушных потоков.
• Имеющиеся системы вентиляции должны соответствовать функциональным особенностям помещения.

Как сделать вентиляцию в частном доме ? Подбор и расчет. Вытяжка в доме. Воздуховод для вентиляции

Проходящие по каналам потоки создают определённое давление и шум, возрастающий по мере увеличения числа изгибов в воздуховоде. По санитарным нормам уровень шума определяется временем суток и назначением помещения:

• в больничных и санаторных палатах — 35−50 дБА;
• в учебных кабинетах и классах — 40−55 дБА;
• в жилых квартирах и комнатах — 40−55 дБА;
• на территориях рядом с больницами и санаториями — 35−60 дБА;
• на территориях, прилегающих к жилым зданиям, — 45−70 дБА;
• вблизи школ — 55−70 дБА.

Максимальные значения, указанные в таблице, относятся к периоду с 23 до 7 часов.

В помещениях, оснащённых вентиляторами, всегда присутствует вибрация. Её максимальный порог зависит от размеров воздуховода, материала их изготовления, качества прокладок в них и скорости воздушных потоков.

Вентиляция бывает естественной и принудительной. Естественная осуществляется без участия каких-либо приборов только за счёт перепадов давления. Её эффективность зависит от разницы температур внутри и снаружи помещения. По принципу действия такая вентиляция бывает канальной и бесканальной.

Примером бесканального воздухообмена является проветривание комнат, когда свежие воздушные потоки попадают через открытые фрамуги, форточки, двери, а выводятся через вытяжные решётки, монтированные в санузлах и на кухнях. Канальная циркуляция реализуется путём установки в стенах специальных воздуховодов и бывает гравитационной и ярусной.

Вытяжка и вентиляция — лучшее совмещение.

Для её реализации используется различное оборудование. С помощью громоздкой установки с множеством труб, монтированной на чердаке или в подсобном помещении, можно обеспечить хороший воздухообмен во всей квартире, но для этого придётся потратить много сил и средств.

Гораздо легче организовать компактную принудительную вентиляцию. Для неё потребуются вытяжные вентиляторы, установленные в ванной и на кухне, либо более сложно устроенный кондиционер. Особой эффективностью отличаются модели кондиционеров с НЕРА фильтром, адсорбирующим самые мелкие загрязнения, включая пыльцу, микроскопические частицы сажи и автомобильных выхлопов.

Принудительная и естественная циркуляция обеспечивает регулярную смену воздушных масс. Число таких смен — важный показатель, характеризующий скорость движения воздуха в вентиляционных каналах и называемый кратностью. Кратность измеряется в метрах кубических за один час и рассчитывается по формуле N=V/W, в которой:

• W — объём помещения.
• V — объём чистого воздуха, заполняющего это помещение за 1 час.

Для удобства показатели кратности воздуха занесены в специальные таблицы, согласно которым в помещениях определённого типа (комнатах, ванных, кухнях, кладовках, гаражах и т. д. ) воздушные потоки должны обновляться с определённой скоростью.

Расчет падения давления в воздуховодах

Аэрацией называют управляемую естественную очистку воздуха, организованную с помощью открытых окон в наружных ограждениях зданий и вентиляционно-световых фонарей. За один час аэрация обеспечивает до 1 млн м3 свежих воздушных масс, поэтому широко используется в помещениях, характеризующихся большими тепловыделениями.

Для достижения максимальной эффективности такого воздухообмена в зданиях устанавливаются фрамуги с нижним, верхним или средним подвесом. Чтобы их легче было открывать, их оснащают приспособлениями с ручным либо механическим приводом.

Проёмы аэрационных фонарей защищаются от ветра глухими стенками или щитами, монтированными на кровле здания. Такая конструкция исключает обратное перемещение загрязнённых воздушных потоков из верхней зоны в рабочую.

Подача воздуха путём аэрации в тёплое время года должна происходить в направлении сверху вниз на расстоянии не больше 1,8 м от пола. В холодный период направление необходимо изменить на обратное, а расстояние увеличить до 4 м.

Главное условие хорошей аэрации в большом здании заключается в определении оптимального размера открывающихся фрамуг при наиболее неблагоприятных условиях и скорости ветра, равной нулю. В процессе расчётов определяется необходимый воздухообмен, скорость воздуха внутри вентиляционных каналов, а также площадь вытяжных и приточных проёмов. Для вычислений потребуется знать:

• температуру наружного воздуха;
• температуру в здании и в рабочей зоне;
• средний температурный режим в здании;
• степень нагрева удаляемых потоков;
• высоту расположения центров приточных и вытяжных аэрационных проёмов от пола;
• количество избыточной теплоты, выделяющейся в помещении;
• градиент температуры (изменение температуры по высоте помещения);
• коэффициенты местных сопротивлений приточных и вытяжных фрамуг;
• плотность воздуха.

При расчётах необходимо ориентироваться на воздушное и тепловое давление. Их показатели должны быть равны.

Зная кратность воздушных масс, нетрудно рассчитать скорость воздуха в воздуховоде при естественной вентиляции. Сначала потребуется узнать площадь сечения воздуховодов. Для этого квадрат радиуса сечения воздуховода нужно умножить на число «пи».

Воздуховоды должны иметь определённый размер и форму. Определив сечение воздушного канала, можно рассчитать, воздуховод какого диаметра потребуется для конкретного помещения. В этом поможет выражение D = 1000*√(4*S/π). В нём:

• D — диаметр сечения воздуховода.
• S — площадь сечения воздушных каналов.
• π — математическая константа, равная 3,14.

Если планируется использование воздушных каналов прямоугольной формы, то нужно рассчитывать не диаметр, а площадь. Она определяется умножением длины на ширину. Отношение ширины к длине должно выражаться пропорцией 1:3.

В соответствии со стандартами, минимальный размер прямоугольного канала составляет 100 мм х 150 мм, максимальный — 2000 мм х 2000 мм. Такие конструкции имеют более эргономичную форму, их проще установить плотно к стене и замаскировать трубы на потолке или над кухонными антресолями.

Вентиляция в доме. Турбодефлектор или дефлектор ЦАГИ ? Сравнение. Воздуховоды для вентиляции крыши

Используя формулу V = L/3600*S и такие параметры, как расход воздуха (L) и площадь каналов, можно провести расчёт естественной вентиляции. Пример расчёта будет таким:

• D = 400 мм.
• W = 20 м³.
• N = 6 м3/ч.
• L = 120 м³.

Путём арифметических действий определяется, что S = 0,1256 м². Скорость потока рассчитывается так V = 120/(3600*0,1256) = 0,265 м/с.

Установлено, что этот показатель не должен превышать 0,3 м/с. Исключение делается только на период временных ремонтных работ либо установки строительной техники. В это время нормативы могут повышаться максимум на 30%.

Если в помещении функционируют две вентиляционные системы, то скорость каждой из них рассчитывают таким образом, чтобы её было достаточно для обеспечения чистым воздухом половины площади.

В случае возникновения непредвиденных ситуаций (например, по требованию пожарной безопасности) приходится резко менять скорость воздуха или останавливать работу вентиляционной системы. Для этого в каналах и на переходных участках устанавливают специальные клапаны и отсекатели.

Правильно смонтированная вентиляция естественного типа имеет определённую конструкцию. Воздуховоды должны быть изготовлены из качественной стали определённой толщины, приточный клапан, через который воздух поступает внутрь при закрытых окнах, может крепиться на оконной створке или стене.

Отверстия клапанов и воздуховодов закрываются специальными решётками, предотвращающими попадание внутрь мусора и насекомых. Изготавливаются они из металла и пластика, имеют разные размеры и формы. В качестве аналогов таких решёток иногда используются анемостаты.

В многоэтажных домах обязательно наличие вентиляционной шахты. Её роль выполняет высокая вытяжная труба с большим диаметром, проходящая от первого до последнего этажа и выходящая через крышу. Во всех квартирах имеются отверстия, выходящие в эту шахту.

В дверях жилых домов или в промежутке под дверью часто крепятся переточные клапаны. Они обеспечивают движение воздушных потоков от точки притока до вытяжки, когда двери закрыты.

Приточная вентиляция в квартире. Монтаж воздуховодов и заслонок. Часть 1. Теория!

Схемы традиционной вытяжной системы

Традиционной признана система вытяжной вентиляции с естественным побуждением, то есть когда воздухообмен в помещениях осуществляется благодаря разнице температур и давлений.

Имеется в виду, что отработанный воздух выводится через вентиляционные шахты и каналы наружу (на крышу), а свежий поступает через окна, двери или специальные приточные клапаны.

Один из вариантов устройства вентиляционных шахт многоэтажного дома

Вариант с прокладкой отдельных шахт для каждой квартиры сейчас не рассматривается, так как он был целесообразен в эпоху малоэтажного строительства.

Понятно, что для высоток от 9 этажей и выше оборудовать множество параллельно идущих каналов физически не представляется возможным.

Поэтому в строительстве применяются две признанные рациональными схемы:

• Все шахты выводятся на чердак и там объединяются горизонтальным каналом. Из канала вывод загрязненного воздуха осуществляется через единственный выход, обустроенный в наиболее удобном месте.
• Отдельные квартиры присоединяются к общему стояку (шахте) параллельно расположенными каналами-спутниками, таким образом, отработанный воздух выводится над кровлей по вертикальным каналам.

Принципиальное различие заключается в двух моментах: наличии/отсутствии горизонтального сборника на чердаке и в наличии/отсутствии общих шахт на стояках.

Схема устройства вентиляции с каналами-спутниками. Важный нюанс: для верхних этажей реализована идея отдельного прямого вывода использованного воздуха

Локальный отвод с верхних этажей обусловлен тем, что для создания тяги над квартирой должен находиться горизонтальный канал не менее 2 м в высоту.

Отдельно выведенные каналы, как и общая шахта, должны быть качественно теплоизолированы, иначе на чердаке образуется конденсат, вследствие чего происходит преждевременное разрушение материалов, появляется плесень.

Монтаж горизонтального чердачного короба производится с учетом особых требований. Например, диаметр его должен быть достаточным для того, чтобы не создавалась обратная тяга и воздух не возвращался в каналы. Это чревато попаданием отработанной среды в квартиры верхних этажей.

Расчет диаметра короба должны проводить опытные инженеры. Чтобы воздух перемещался в заданном направлении и не возвращался обратно, внутри канала устанавливают рассечки

Иногда нет возможности монтировать громоздкий горизонтальный канал. Тогда обходятся узким сечением трубы, но для верхних этажей применяют все ту же локальную систему – введенные на чердак отдельные рукава.

Естественная вентиляция, которой оборудованы практически все дома старой застройки, имеет весомый плюс – не нуждается в электропитании.

Однако ее эффективность зависит от разницы температур в здании и помещении, а шахты и каналы требуют постоянной чистки, что на практике производится крайне редко.

Уровень шума в помещении

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

Таблица 1. Максимальные значения уровня шума.

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

Таблица 2. Максимальные показатели допустимой вибрации.

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

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

Таблица 3. Параметры микроклимата.

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

Таблица 4. Кратность воздухообмена в различных помещениях.

Алгоритм расчетовСкорость воздуха в воздуховоде определяется с учетом всех вышеперечисленных условий, технические данные указываются заказчиком в задании на проектирование и монтаж вентиляционных систем. Главный критерий при расчетах скорости потока – кратность обмена.

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