Расчёт параметров домашнего воздухообмена – Квантум-В

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В Анемометр

1. Расчет по кратностям

Представляет из себя наиболее сложный вариант. При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них. При этом учитывается температура воздуха в каждом конкретном помещении.

Кратность воздухообмена – это величина, значения которой показывают, какое количество раз в течение одного часа в помещении осуществляется полная замена воздуха. Кратность сильно зависит от объема конкретного помещения.

Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях следует принимать в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий

№№ п/п Помещения Расчетная температура воздуха в холодный период года, °С Кратность воздухообмена или количество удаляемого воздуха из помещения
приток вытяжка
1 2 3 4 5
1 Общая комната (гостиная), спальня, жилая комната общежития 1 ) 20 (22) 2) не менее 30 м 3 /ч на человека
2 Кухня квартиры и общежития
с электроплитами 16(18) 2) Не менее 60 м 3 /ч
с газовыми плитами 16(18) 2) Не менее 60 м 3 /ч при 2-конфорочных плитах; не менее 75 м 3 /ч при 3-конфорочных плитах, не менее 90 м 3 /ч при 4-конфорочных плитах
3 Кухня-ниша 16(18) 2) Механическая приточно-вытяжная по расчету
4 Ванная комната 25 25 м 3 /ч
5 Уборная 18 25 м 3 /ч
6 Совмещенный санузел 25 50 м 3 /ч
7 Совмещенный санузел с индивидуальным подогревом 18 50 м 3 /ч
8 Душевая 25 5-кратн.
9 Гардеробная комната для чистки и глажения одежды 18 1,5-кратн.
10 Вестибюль, общий коридор, передняя, лестничная клетка в квартирном доме 16
11 Вестибюль, общий коридор, передняя, лестничная клетка в общежитии 16
12 Постирочная 15 по расчету, но не менее 4-кратн. 7-кратн.
13 Гладильная, сушильная в общежитии 15 по расчету, но не менее 2-кратн. 3-кратн.
14 Кладовые в квартирах (одноквартирных домах), хозяйственные и бельевые в общежитиях 12 1,5-кратн
15 Машинное помещение лифтов 3 ) 5 по расчету, но не менее 0,5-кратн.
16 Мусоросборная камера 5 1-кратн (через ствол мусоропровода)
17 Сауна 5 ) 16 4 ) по расчету
18 Тренажерный зал 5 ) 16 80 м 3 /ч на человека
19 Биллиардная 5 ) 18 0,5-кратн.
20 Библиотека, кабинет 5 ) 20 0,5-кратн.
21 Гараж — стоянка 5 ) 5 по расчету
22 Бассейн 5 ) 25 Механическая приточно-вытяжная по расчету
Примечания. 1. В одной из спален следует предусматривать расчетную температуру воздуха 22°С.

2. Значение в скобках относится к квартирам для престарелых и семей с инвалидами (в составе специализированных жилых домов и групп квартир) в соответствии с заданием на проектирование.

3. Температура воздуха в машинном помещении лифтов в теплый период года не должна превышать 40°С.

4. Температура для расчета дежурного отопления.

5. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена указанны для квартир и одноквартирных домов жилища I категории.

6. В угловых помещениях квартир, одноквартирных домов и общежитии расчетную температуру воздуха следует принимать на 2°С выше указанной в таблице (но не выше 22°С).

7. В помещениях общественного назначения общежитий и специализированных квартирных жилых домов для престарелых и семей с инвалидами расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена следует принимать по соответствующим нормативным документам или техническому заданию в зависимости от назначения этих помещений

Про анемометры:  Датчик ветра на АлиЭкспресс — купить онлайн по выгодной цене

Таблица 2. Кратность воздухообмена в помещениях согласно СНиП 31-01-2003

ПомещениеКратность или величина воздухообмена, м3 в час, не менее
в нерабочем режимев режиме обслуживания
Спальная, общая, детская комнаты0,21,0
Библиотека, кабинет0,20,5
Кладовая, бельевая, гардеробная0,20,2
Тренажерный зал, бильярдная0,280 м3
Постирочная, гладильная, сушильная0,590 м3
Кухня с электроплитой0,560 м3
Помещение с газоиспользующим оборудованием1,01,0 100 м3 на плиту
Помещение с теплогенераторами и печами на твердом топливе0,51,0 100 м3 на плиту
Ванная, душевая, уборная, совмещенный санузел0,525 м3
Сауна0,510 м3 на 1 человека
Машинное отделение лифтаПо расчету
Автостоянка1,0По расчету
Мусоросборная камера1,01,0

Для общих комнат и спален кратность составляет единицу на приток.

В гардеробной – полуторакратный, а в помещении для стиральной машины – полукратный на вытяжку.

Однократный воздухообмен – это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве, равном одному объему помещения.

Если в таблице не указана какая-либо комната, рассчитайте для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв.

Для жилых комнат, не имеющих естественной вентиляции (например, не открываются окна), на каждого человека «положен» минимальный расход воздушной массы, равный 60 м3/час.

Это касается прежде всего тех помещений, где человек обычно находится в активном, бодрствующем состоянии.

В то же время в спальнях, оборудованных системой естественного проветривания, допускается меньший расход воздуха — от 30 м3/час на каждого человека.

Приточный воздух из жилых помещений должен беспрепятственно перемещаться в подсобные: кухню, туалет, ванную комнату

Про анемометры:  Морские спидометры, датчики скорости на лодку - виды, описание, цена

Формула для расчета вентиляции:

L = n · V,

где L – расход воздуха, м3/ч; n – нормируемая кратность воздухообмена, ч–1; V – объем помещения, м3.

Для расчета воздухообмена группы помещений их можно рассматривать как единый воздушный объем, который должен отвечать условию:

ΣLпр = ΣLвыт, т. е. количество подаваемого воздуха должно быть равно количеству удаляемого.

Анемометр v.1.0

Сделал измеритель скорости ветра для будущей метеостанции. Не уверен, правда, что будет нормально работать, т.к. опыта в области анемометростроения у меня нет. Зато вдоволь наигрался с оптопарой от шариковой мыши и проверил её возможности в плане измерения скорости (частоты) вращения

DSC01200

Из закормов Родины взял советский шаговый двигатель

DSC01163

Разобрал, вытряхнул из него все лишнее: убрал статор, выпрессовал звездочки и магнит на роторе. Вот сколько всего ненужного получилось

DSC01168

Остался вал ротора, корпус и подшипники. Подшипники промыл бензином чтобы удалить смазку, которая имеет свойство замерзать на морозе. Собрал остатки воедино, это и будет основой механической части. Далее выпилил кусок печатной платы компьютерной мыши с оптопарой. Вал кодирующего колеса через термоусадочную трубку соединил с валом двигателя. Оптопару укрепил на кронштейне

DSC01170

DSC01173

Далее подобрал шпильку диаметром 5 мм и металлическую трубку

DSC01176

Шпильку подстыковал к другому концу выходного вала и снаружи зафиксировал трубкой.

DSC01177

Трубка одевается на вал втугую, но для надежности дополнительно залил внутрь эпоксидку

DSC01181

Перехожу к ходовым испытаниям. Спаял схему

tachometer

Написал небольшую программу – тахометр, которая по формуле рассчитывает количество оборотов в соответствии с количеством импульсов, поступающих на вход микроконтроллера за единицу времени. Каждый замер длится 1 секунду. Результаты замеров записываются в массив данных. Затем вычисляются средняя (RPM) и максимальная частота вращения (RPMMAX). Скачать скетч для ардуинки можно тут

Про анемометры:  Анемометр – прибор для определения скорости и направления движения потока

К валу подсоединил двигатель постоянного тока, и покрутил на разных оборотах.

DSC01159

Получилось измерять скорость вращения примерно до 1800 об/мин, что соответствует 30 об/сек. При дальнейшем увеличении частоты вращения, показания резко снижаются. Не понятно что на это влияет – то ли сам алгоритм не успевает считать, то ли не хватает быстродействия фототранзистора. А может и то и другое. В любом случае, в качестве анемометра схема вполне работоспособна.

monitor

Чтобы защитить изделие от атмосферных воздействий, нужно поместить это всё в какой нить герметичный корпус. Для этой цели подобрал корпус от неисправного двигателя

DSC01197

Вытряхнул из него внутренности

DSC01198

С мыслью “из чего бы сделать крыльчатку?” прогулялся в магазин детских товаров. Немного побродил и таки нашел нужную погремушку! Купил, принёс домой

DSC01065

Достал 2 больших шарика. Диаметр у них 50 мм

DSC01066

Ну и, как вы уже наверное догадались, распилил каждый пластмассовый шарик на две равные половинки. Половинки цветные, очень хорошо было резать – отлично видно линию распила. Чудеса превращения шариков в крыльчатки:

DSC01194

Стойки, на которых держатся крыльчатки, изготовил из спиц от зонтика. Они лёгкие и прочные. Закрепил стойки к чашечкам с помощью винтов М3, второй конец одел на шпильку вала. Длину стоек выбрал произвольно, около 70 мм. Не знаю много это или мало. Так же непонятно – сколько чашечек нужно? в Интернете находил конструкции с 3 шт, поэтому сделал пока тоже с 3-мя. Изделие в сборе

DSC01202

Получилась довольно внушительная штуковина. Слабый ветер навряд ли будет чувствовать, но на смерчи, ураганы как-то реагировать должна. Испытания покажут. Может у кого нить есть мысли как доработать механическую часть для улучшения характеристик?

Измерение объемного расхода на воздухоприемной решетке вытяжной вентиляции

Выбор приборов и методов измерения вентиляции на решеткена 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 для проверки вентиляции в доме квартире
Анемометр с выносной крыльчаткой диаметром 100 мм. Опциональный набор воронок позволяет проводить измерения на вентиляционных решетках с максимальной эффективностью.

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.

Движение воздуха в канале вытяжной вентиляции
Воздух через решетку движется с разных направлений. Через анемометр, наложенный на решетку, проходят не все потоки воздуха, что увеличивает погрешность измерений.

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

Воронка для измерения скорости воздуха вентиляции в доме квартире
Установка воронки на вентиляционную решетку создает однородный поток воздуха в зоне измерений анемометром.

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.

Кто должен проверять и чистить вентиляцию в многоквартирном доме?

Сразу скажем, что проверять, следить за исправностью, ремонтировать и чистить внутриквартирную и внутридомовую вентиляцию обязана управляющая организация данного многоквартирного дома (МКД). Неважно, будет это УК, ТСЖ, ЖК или ЖСК.Обследование и очистку вентиляции (и дымовых каналов) в многоквартирных домах управляющая организация вправе производить своими силами либо с привлечением специализированной компании.

Ниже перечислены нормативные документы регламентирующие нормы правила надлежащего содержания систем вентиляции и дымоудаления в многоквартирных домах.

Постановление Правительства РФ от 13.08.2006 N 491 (ред. от 29.06.2020) «Об утверждении Правил содержания общего имущества в многоквартирном доме»

Пункт 2. В состав общего имущества включаются:
а) помещения в многоквартирном доме, не являющиеся частями квартир и предназначенные для обслуживания более одного жилого и (или) нежилого помещения в этом многоквартирном доме (далее — помещения общего пользования), в том числе межквартирные лестничные площадки, лестницы, лифты, лифтовые и иные шахты, коридоры, колясочные, чердаки, технические этажи (включая построенные за счет средств собственников помещений встроенные гаражи и площадки для автомобильного транспорта, мастерские, технические чердаки) и технические подвалы, в которых имеются инженерные коммуникации, мусороприемные камеры, мусоропроводы, иное обслуживающее более одного жилого и (или) нежилого помещения в многоквартирном доме оборудование (включая котельные, бойлерные, элеваторные узлы и другое инженерное оборудование);

Смотреть полный текст документа >>>

Постановление Госстроя РФ от 27.09.2003 N 170«Об утверждении Правил и норм технической эксплуатации жилищного фонда»

П. 5.7.2. Персонал, обслуживающий системы вентиляции жилых домов, обязан производить:
плановые осмотры и устранение всех выявленных неисправностей системы;
замену сломанных вытяжных решеток и их крепление;
устранение неплотностей в вентиляционных каналах и шахтах;
устранение засоров в каналах;
устранение неисправностей шиберов и дроссель-клапанов в вытяжных шахтах, зонтов над шахтами и дефлекторов.

Смотреть полный текст документа >>>

1. Приложение №4 ПЕРЕЧЕНЬ РАБОТ ПО СОДЕРЖАНИЮ ЖИЛЫХ ДОМОВ

Пункт Д. Прочие работы
1. Регулировка и наладка систем центрального отопления.
2. То же вентиляции.

2. Приложение № 17 ПЕРЕЧЕНЬ РАБОТ, ОТНОСЯЩИХСЯ К ТЕКУЩЕМУ РЕМОНТУ

П. 14. Вентиляция
Замена и восстановление работоспособности внутридомовой системы вентиляции включая собственно вентиляторы и их электроприводы.

Периодичность проверки и очистки вентиляции в квартире?

Есть общие правила проверки и обслуживания вентиляционных систем для жилых многоквартирных зданий, и отдельно прописанные правила, для зданий, использующие газовое оборудование.

1. Общие правила для жилых зданий.

Постановление Госстроя РФ от 27 сентября 2003 г. N 170«Об утверждении Правил и норм технической эксплуатации жилищного фонда»

5.7.5. Пылеуборка и дезинфекция чердачных помещений должны производиться не реже одного раза в год, а вентиляционных каналов — не реже одного раза в три года.

5.7.11. Перечень недостатков системы вентиляции, подлежащих устранению во время ремонта жилого дома, должен составляться на основе данных весеннего осмотра.

Смотреть полный текст документа >>>

2. Правила для зданий использующих газовое оборудование.

Постановление Правительства РФ от 14 мая 2022 г. N 410 «О мерах по обеспечению безопасности при использовании и содержании внутридомового и внутриквартирного газового оборудования»

12. Проверка состояния дымовых и вентиляционных каналов и при необходимости их очистка производится:
а) при приемке дымовых и вентиляционных каналов в эксплуатацию при газификации здания и (или) подключении нового газоиспользующего оборудования;
б) при переустройстве и ремонте дымовых и вентиляционных каналов;
в) в процессе эксплуатации дымовых и вентиляционных каналов (периодическая проверка) — не реже 3 раз в год (не позднее чем за 7 календарных дней до начала отопительного сезона, в середине отопительного сезона и не позднее чем через 7 дней после окончания отопительного сезона);
г) при отсутствии тяги, выявленной в процессе эксплуатации, при техническом обслуживании и ремонте внутридомового и (или) внутриквартирного газового оборудования, диагностировании внутридомового и (или) внутриквартирного газового оборудования и аварийно-диспетчерском обеспечении.

Смотреть полный текст документа >>>

Постановление Госстроя РФ от 27 сентября 2003 г. N 170«Об утверждении Правил и норм технической эксплуатации жилищного фонда»

5.5. Внутренние устройства газоснабжения
5.5.12. Организации по обслуживанию жилищного фонда, ответственные за технически исправное состояние вентиляционных каналов и дымоходов по договорам со специализированными организациями, должны обеспечивать периодические проверки:
б) вентиляционных каналов помещений, в которых установлены газовые приборы — не реже двух раз в год (зимой и летом).
5.5.13.В зимнее время не реже одного раза в месяц, а в районах северной строительно-климатической зоны не реже двух раз в месяц должен производиться осмотр оголовков дымоходов и вентиляционных каналов с целью предотвращения их обмерзания и закупорки. По результатам осмотра должна быть запись в специальном журнале с указанием всех выявленных неисправностей и характера работ, проведенных с целью их устранения.

Смотреть полный текст документа >>>

Простейший измеритель пульсации света на датчике iarduino

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В

Этот простой прибор поможет оценить пульсацию освещения и выбрать лампы без пульсации.

Собрать его можно буквально за пять минут.

На мой клич в блоге о создании «народного пульсметра» откликнулось много людей В комментариях на Дзене Вячеслав Т сообщил, что существует готовый датчик пульсации, который производит московская компания iArduino. Он называется “Датчик освещенности, люксметр, FLASH-I2C (Trema-модуль)” и стоит 320 рублей.

Этот датчик построен на сенсоре APDS-9930, который на самом деле является датчиком приближения, но заодно может измерять освещённость. Датчик содержит свой процессор и отдаёт по шине I2C освещённость в люксах, пульсацию в процентах и расстояние до объекта. На сайте iArduino написано, что пульсация вычисляется по 20 последним измерениям освещённости. С какой частотой делаются измерения и по какой формуле считается пульсация неизвестно. Я специально съездил в iArduino, чтобы узнать технические подробности, но там сказали, что датчик разрабатывался давно и они ничего не помнят.

Купил датчик, собрал прибор и изучил, как он работает.

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В

Датчик не учитывает фоновую засветку, поэтому измерения желательно проводить в темноте, чтобы единственным источником света была исследуемая лампа.

Я взял светодиодные лампы разного качества с разным уровнем пульсации и сравнил показания самодельного пульсметра с показаниями спектрометра Uprtek MK350D и прибора Radex Lupin.

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В

«Uprtek MK350D» и «Radex Люпин» рассчитывают коэффициент пульсации по разным формулам, поэтому их показания различаются. Показания самодельного прибора на датчике iArduino близки к показаниям MK350D, считающего пульсацию по упрощённой формуле. Отсутствие пульсации (0%) и небольшие уровни пульсации (1-50%) самодельный прибор показывает уверенно и достаточно точно. При пульсации 100% показания самодельного прибора начинают прыгать от 0 до 100%, но по этому «прыганью» можно понять, что лампа совсем плохая.

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В

Во второй строке самодельный прибор показывает освещённость в люксах.

Я снял небольшое видео с экспериментом по сравнению показаний приборов.

Для того, чтобы сделать такой же прибор самостоятельно понадобится датчик «iArduino Датчик освещенности, люксметр, FLASH-I2C (Trema-модуль)» (можно купить тут), OLED-экран 0.96″ с 4 выводами (I2C), плата D1 mini или, если не хотите ничего паять, Arduino Nano или Arduino Uno.

Четыре контакта датчика освещённости и четыре контакта экрана подключаются к одним и тем же контактам микроконтроллера: VCC к 5V, GND к GND или G, SCL к D1 у платы «D1 mini» или к A5 у плат Arduino, SDA к D2 у платы «D1 mini» или к A4 у плат Arduino. У платы Arduino Uno все эти контакты дублируются, поэтому одну плату (например, экран) можно подключить к 5V, GND, A5, A4, а вторую (например датчик iArduino) к 5V, GND, SCL, SDA.

Прибор можно использовать и без экрана: вся информация одновременно выводится в последовательный порт и её можно смотреть в мониторе порта Arduino.

Скетч

//При использовании платы «D1 Mini» уберите две наклонные линии перед тремя строками, отключающими Wi-Fi.

//#include <ESP8266WiFi.h> // Уберите символы // в начале строки, если используете плату D1 mini или NodeMCU

#include <GyverOLED.h>
GyverOLED<SSD1306_128x64, OLED_NO_BUFFER> oled;
#include <Wire.h> // * Подключаем библиотеку для работы с аппаратной шиной I2C.
#include <iarduino_I2C_DSL.h> // Подключаем библиотеку для работы с датчиком освещённости I2C-flash (Digital Sensor Light).
iarduino_I2C_DSL dsl; // Объявляем объект dsl для работы с функциями и методами библиотеки iarduino_I2C_DSL.

void setup() {
// WiFi.mode(WIFI_OFF); // Уберите символы // в начале строки, если используете плату D1 mini или NodeMCU
// WiFi.forceSleepBegin(); // Уберите символы // в начале строки, если используете плату D1 mini или NodeMCU
oled.init(); // инициализация
oled.clear(); // очистка
oled.setScale(2); // масштаб текста (1..4)
oled.setCursorXY(0, 18);
oled.print(«Flicker»);
oled.setCursorXY(0, 36);
oled.print(” Test”);
oled.setScale(4); // масштаб текста (1..4)
oled.home(); // курсор в 0,0

delay(500); // * Ждём завершение переходных процессов связанных с подачей питания.
Serial.begin(9600); //
while(!Serial){;} // * Ждём завершения инициализации шины UART.
dsl.begin(); // Инициируем работу с датчиком освещённости.
delay(2000); // Задержка после начальной заставки
}
void loop(){ //
Serial.print(«Light = „); //
Serial.print( dsl.getLux() ); // Выводим текущую освещённость, от 0 до 8191 лк.
Serial.print(“ lux. Flicker = „); //
Serial.print( dsl.getPulsation() ); // Выводим коэффициент пульсаций света, от 0 до 100%.
Serial.print(“ %rn»); //

oled.setCursorXY(0, 0);
oled.print( dsl.getPulsation() );
oled.print(” % “);

oled.setCursorXY(0, 32);
oled.print( dsl.getLux() );
oled.print(” “);
delay(500); // * Задержка между измерениями и отображением
}

Для компиляции понадобятся библиотеки iarduino_I2C_DSL и GyverOLED.

Для удобства всё, что нужно (скетч, библиотеки, схему подключения) можно скачать в одном архиве тут.

Но не спешите бежать в iArduino за датчиком. Как я сказал в начале, не мой призыв откликнулось много людей и двое уже создали гораздо более совершенные пульсметры.

Станислав Грицинов разработал пульсметр с аналоговым датчиком TEMT6000 и TFT-экраном.

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В

Николай Хозяинов сделал пульсметр с маленькой солнечной батареей в качестве датчика и OLED-экраном.

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В

В ближайшее время мы доведём «народный пульсметр» до совершенства и я опубликую подробную инструкцию по его сборке.

© 2021, Алексей Надёжин

Простой анемометр. изготавливаем самостоятельно.

  Слева – анемометр, при скорости ветра 2 – 3 м/с. Справа – блок индикации. Пусть Вас не пугают разъемы и переключатели. Головка микроамперметра работает непосредственно на анемометр (через резистор 5 кОм). Остальное – мелкие полезности, такие как стробоскоп, вольтметр, освещение …

  Меньшая точность такого анемометра, полностью компенсируется его простотой. Ссылка здесь или под фотографией.

    И на микроконтроллере.

  На микроконтроллере (любом из серии MSP430 от TI) эта задача решается просто и элегантно. Так выглядит анемометр, который отображает скорость ветра от 1 до 16 м/с.

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В

  Если Вас не пугает схема, и Вы готовы потратить 10$ на MSP430 Launchpad от Texas Instruments, с двумя микроконтроллерами в придачу, то так и нужно сделать. Ссылка на схему здесь.

    Считаем импульсы.

 
При такой конструкции, когда в роторе магнит с двумя полюсами «N» и
двумя «S», датчик выдает два импульса на один оборот. Можно, конечно,
вставить разрезанное металлическое кольцо и уменьшить количество
полюсов, но мы так поступать не будем.

  Есть два типа простых и очень дешевых устройства, которые могут считать импульсы. Это калькуляторы и шагомеры (педометры).

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В
  Калькуляторы. Отличные счетчики. В режиме «1 1=,=,= … » могут
считать импульсы с частотой до 10 Гц (у отечественных калькуляторов, со
светодиодным индикатором, потенциал значительно выше). Но современные
калькуляторы имеют одну неприятную особенность. Если не нажимать на
кнопки, то они «засыпают» и вывести их из этого состояния нажатием
кнопки «=» – невозможно.
Педометры (шагомеры). Не менее хорошие
счетчики. После засыпания, при первом же импульсе, просыпаются и
продолжают счет. Одно только ограничение – по частоте. Хорошие педометры
не считают импульсы более 3 Гц. Но плохие, если Вам удастся их найти,
считают до 5 Гц (5 импульсов в секунду). Именно такой педометр в центре
фотографии.

 
Для калибровки анемометра нам подойдет любой педометр. Достаточно
соединить выход тахометрического датчика с контактами педометра, как это
показано на следующем рисунке.

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В

  Коллектор транзистора подключаем к контакту, на котором
«висит» 1,5V, а общий провод – к контакту, на котором около 0V.
Напряжение с четырех пальчиковых батареек, включенных последовательно,
питает микросхему, которая раньше переключала обмотки в компьютерном
вентиляторе. Ток потребления схемы – около 8 мА.

    Калибровка анемометра.

 
Самая интересная часть проекта – калибровка. Делать аэродинамическую
трубу, для этого, никто не будет. Значительно более точно, анемометр
можно откалибровать в длинном коридоре. Отсутствие сквозняка –
желательно.
Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-ВВ
данном случае, за спиной моей жены, коридор, длинной 50 метров. На полу
сделаны метки «Старт» и «Стоп», на расстоянии 38 метров. Процедура
очень простая. Идем по коридору с анемометром. В момент, когда проходим
точку «Старт» отпускаем кнопку «Сброс» и начинаем счет импульсов. В
момент, когда проходим точку «Стоп» –  останавливаем крыльчатку
анемометра пальцем и снимаем показания с индикатора.
По случайному
стечению обстоятельств, эта модель анемометра делает ровно 25 оборотов
на 38 метров. На индикаторе – 50, так как датчик выдает два импульса на
оборот.
Как и в любом другом анемометре, показания не зависят от
скорости (в разумных пределах, конечно). Если скорости хватает для того,
что бы раскрутить крыльчатку, то не зависимо от того идете Вы или
бежите,  этот анемометр сделает 25 оборотов на 38 метров пути.
Отвлечемся от оборотов  и перейдем к  показаниям  снятым с
тахометрического датчика. Если на 38 метров – 50 импульсов, то на 100
метров их будет – 132.
Для измерения скорости ветра понадобятся
часы с секундомером. Дальше – проще. Измеряем время, за которое на
индикаторе наберется 132 импульса. Пусть это будет 50 секунд. Таким
образом, 132 импульса соответствуют 100 метрам воздуха, которые прошли
через крыльчатку анемометра. Время – 50 секунд. Соответственно, скорость
ветра 100м./50сек.= 2 м/сек.

    Превращаем в законченное изделие.

 
В данном случае имеем два больших недостатка, которые легко
устраняются. Первый – медленный счет. Второй – разрядность индикатора
ограничена пятью разрядами (99.999). Оба устраняются установкой счетчика
– делителя между выходом микросхемы и входом транзистора.

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В

    Дополнительные элементы.
R1 – для нормальной работы IC.
R2 – нагрузочный резистор для нормальной работы счетчика DD1.
C1 – помогает при частичном разряде батарей.
DD1 – любой КМОП счетчик, обеспечивающий нужный коэф. деления.
С2 – устраняет высокочастотные наводки в кабеле.
R3 – защищает от замыканий в кабеле.
R4 – обрывной резистор или предохранитель на 200 мА,  который защищает от короткого замыкания в кабеле.

  Остается выбрать коэффициент деления.

 
Допустим, средняя скорость ветра – 5 м/с. Тогда за час (3600 сек.)
через анемометр пройдет 3600 сек. * 5 м/сек. =  18.000 метров воздуха.
За сутки – 18.800 м. * 24 час. =  432.000 м. На каждые 100 метров
прошедшего воздуха, анемометр выдает 132 импульса (1,32 имп./м.). Таким
образом, на индикаторе должно отобразится 432.000 * 1,32 = 570.240 .
Максимальная разрядность индикатора – 5 десятичных  знаков. Значит,
после 100000 импульса наступит переполнение. Что бы этого не произошло в
течении суток, необходим делитель, не меньше, чем 570.240 / 100000 =
5,7 .
Что бы, при тех же условиях, переполнение не наступило в течении месяца, необходим делитель 5,7 * 30 = 171,07.
С другой стороны, частота счета – ограничена. Пусть это будет 1 Гц, или
1 импульс в секунду. Для максимальной скорости ветра, к примеру 20
м/с., тахометрическим датчиком будут формироваться 20 м/с * 1,32 имп./м.
= 26,4 импульса в секунду. Что бы привести к 1 имп./сек. Понадобится
делитель 1 : 26,4.

 
Наиболее частый коэффициент деления, используемый мной – 1 : 16 .  Для
анемометров, которые автономно собирают данные в течении месяца – 1 : 64
(1:128).

    Что дальше?

Расчёт параметров домашнего воздухообмена - Квантум-В 
Если Вы в точности повторили этот анемометр (с микросхемой делителя на
16 и педометром), то у Вас в руках отличный инструмент для измерения
средней скорости ветра. По характеристикам он не уступает лабораторному
анемометру. «Гурманы» могут использовать корректировочные таблицы
последнего.

  А
дальше, необходимо использовать анемометр по назначению. К примеру,
установить в том месте, где  вы планируете расположить ветрогенератор и
накопить статистику за неделю. В зависимости от результатов Вы сможете
решить устанавливать ветрогенератор или нет.

    Среднесуточная скорость ветра и шансы на «добычу» электроэнергии. 

  Мое скромное мнение, основанное на некотором опыте с ветрогенераторами, заключается в следующем.

( * речь идет не о текущей, а о среднесуточной скорости ветра)

  * Если среднесуточная скорость не превысила 2,0 м/с, то ветрогенераторы не для Вас.
* Если среднесуточная скорость лежит в пределах от 2,0 до 3,0 м/с, то
стоит посмотреть в сторону недорогих ветрогенераторов или красивых
флюгеров. По функциональности и по количеству вырабатываемой
электроэнергии они будут совпадать.
* Если среднесуточная скорость
лежит в пределах от 3,0 до 5,0 м/с. Генераторы промышленного
изготовления будут уверенно крутиться, но никогда не разовьют паспортную
мощность. Исключение составляют самодельные ветрогенераторы с
завышенным диаметром ветроколеса.
* Если среднесуточная скорость
лежит в пределах от 5,0 до 10,0 м/с. У Вас будет работать любой
ветрогенератор. Хороший, плохой, промышленный, самодельный, с
горизонтальным ротором или вертикальным – не имеет значения.
* Если
среднесуточная скорость выше, чем 10,0 м/с. Уже не так важен
ветрогенератор,  как прочность мачты, на которой он смонтирован. Кроме
того, Ваша жизнь начнет напоминать жизнь возле аэропорта.
* Если
среднесуточная скорость выше, чем  15,0 м/с. Перепроверьте схему
делителя, разъемы и соединительные провода. Вы, наверняка, что то
напутали 🙂

    В заключение.

 
Статья написана исключительно для того, что бы уменьшить количество
вопросов, типа «Я живу в поселке N, N-ской области. Какой ветрогенератор
мне лучше купить?». Вопрос не имеет ответа, по определению. Лучше
никакой не покупать.
Даже статистика скорости ветра, в конкретной
точке, это пол-дела. Она принципиально отвечает только на вопрос –
«Имеет ли ветер достаточно энергии, что бы быть преобразованной в 
электричество или нет?».
Для выбора ветрогенератора необходимо, как
минимум, иметь ответы на два дополнительных вопроса. Первый –
порывистый ветер или нет, и на сколько. Второй – как часто ветер меняет
направление и как быстро он это делает.
Проблема с выбором
осложняется тем, что в параметры ветрогенераторов, которые заявляют
производители, позволяют усомниться в качестве измерительного
оборудования, которое они используют …

 
На этом все. Сделайте анемометр, установите, соберите «дату». Возможно,
это сэкономит Вам время, деньги, и что не маловажно – нервы.

  Удачи : )


    Дополнение.

 
Если Вы собрались «обсчитывать» тахометрические данные с помощью
компьютера или контроллера, то число импульсов можно перевести в
скорость ветра  по следующей (упрощенной) формуле:

          V = n * Kv    Kt  ;

      V – скорость ветра (м/с),
      n  – число оборотов в секунду (об./с),
      Kv – коэффициент связывающий обороты и количество прошедшего воздуха (м/об.),
      Kt – коэффициент учитывающий «страгивание» крыльчатки (м/с).

  Оба коэффициента определяются экспериментально, для каждого отдельного анемометра!

  Kv  показывает отставание окружной скорости лопасти от линейной скорости воздушного потока. В нашем случае этот коэффициент 1,52  м/об.

  Kt
определяет, с какой скорости ветра крыльчатка анемометра начинает
вращаться. Для данного анемометра коэффициент равен скорости страгивания
0,4 м/с.

  Ошибку измерения можно посчитать по эмпирической формуле:

          Vошибки = 0,06 * V 0,3  (м/с).

  Отклонения равновероятны в сторону уменьшения и увеличения.

P.S. Для случаев, когда совсем ничего не получаестся – ниже, рядом с датой, мой адрес.

Рассмотрим расчеты на примере.

Дом площадью 146м2.

Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.

Например, в доме имеются следующие помещения:

  • кухня площадью 20 м2;
  • спальня — 24 м2;
  • рабочий кабинет — 18 м2;
  • гостиная — 42 м2;
  • прихожая — 10 м2;
  • туалет — 2 м2;
  • ванная — 4 м2.

Высота потолков равна 3,5 м.

Узнаем объем каждой комнаты:

Умножаем высоту на площадь комнаты, получаем объем, измеряемый в кубометрах (метрах кубических, м3). Можно узнайть объем каждой комнаты умножив длину, высоту и ширину стен.

  • кухня — 70 м3;
  • спальня — 84 м3;
  • рабочий кабинет — 63 м3;
  • гостиная — 147 м3;
  • прихожая — 35 м3;
  • туалет — 7 м3;
  • ванная — 14 м3.

Используя таблицу «Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданийнужно» произведем расчёт необходимый объем воздуха помещений по формуле

L=n*V, где n – нормируемая кратность воздухообмена, час–1; V – объем помещения, м3, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти.

Если в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании. Для большинства комнат можно делать только приток или вытяжку.

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому.

  • кухня — 70 м3 — не менее 90 м3;
  • спальня — 84 м3 х1 = 85 м3;
  • рабочий кабинет — 63 м3 х 1= 65 м3 ;
  • гостиная — 130 м3; Гостиная не указана в таблице, рассчитаем для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв. м, то есть по формуле: L=S*3, где S является площадью комнаты.
  • прихожая — в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании;
  • туалет — 7 м3 — не менее 50 м3;
  • ванная — 14 м3 — не менее 25 м3.

Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.

Для удобства записываем данные в таблицу:

ПомещениеLпр, м3/часLвыт, м3/час
Кухня≥90
Спальня85
Рабочий кабинет65
Гостиная130
Прихожая
Туалет≥50
Ванная≥25
∑ L∑ Lпр = 280∑ Lвыт = ≥ 165

Теперь следует сравнить полученные суммы.

Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 115 м3/ч.

∑ Lпр = ∑ Lвыт:280<165 м3/час,

В итоге у вас должно сойтись уравнение объема притока и объема вытяжки. Если этого не произошло, число воздухообмена в этих помещениях можно увеличить до необходимого показателя.

Рекомендуется осуществлять распределение равномерно, по всем помещениям. Можно прибавить значения вытяжки для тех комнат, где требуется более сильная вентиляция или там, где значения были минимально допустимые – в санузле и кухне.

Важно распределить движение потоков воздуха таким образом, чтобы в доме не оставалась влага, не застаивались различные запахи.

В данном случае увеличиим показатель по кухне на 115 м3/час.

После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:

ПомещениеLпр, м3/часLвыт, м3/час
Кухня205
Спальня85
Рабочий кабинет65
Гостиная130
Прихожая
Туалет≥50
Ванная≥25
∑ L∑ Lпр = 280∑ Lвыт =280

Теперь уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт выполняется.

Объемы по притоку и вытяжке равны, что соответствует требованиям при расчетах воздухообмена по кратностям.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector