Простой способ расчета скорости воздуха в воздуховоде
Для расчета величины скорости воздуха нужно объем перемещаемого воздуха в м3/ч разделить на 3600 (количество секунд в часе) и разделить на площадь сечения воздуховода, либо введите значения в поля ниже.
Примеры расчета скорости воздуха в квадратном воздуховоде
Пример № 1 расчета скорости воздуха:
- объем перемещаемого воздуха = 100 м3
- воздуховод квадратный 200 мм на 200 мм
Скорость воздуха равна 100 / 3600 / 0,2 / 0,2 = 0,69 м/с
Пример № 2 расчета скорости воздуха:
- объем перемещаемого воздуха = 500 м3
- воздуховод квадратный 200 мм на 200 мм
Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,2 = 3,47 м/с
Примеры расчета скорости воздуха воздуховоде прямоугольного сечения
Пример № 3 расчета скорости воздуха:
- объем перемещаемого воздуха = 100 м3
- воздуховод прямоугольный 200 мм на 400 мм
Скорость воздуха равна 100 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 0,35 м/с
Пример № 4 расчета скорости воздуха:
- объем перемещаемого воздуха = 500 м3
- воздуховод квадратный 200 мм на 400 мм
Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 1,74 м/с
Пример № 5 расчета скорости воздуха:
- объем перемещаемого воздуха = 1000 м3
- воздуховод квадратный 200 мм на 400 мм
Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 3,47 м/с
Примеры расчета скорости воздуха воздуховоде круглого сечения
Пример № 6 расчета скорости воздуха:
- объем перемещаемого воздуха = 100 м3
- воздуховод круглый диаметром 200 мм
Скорость воздуха равна 100 / 3600 / (3,14 * 0,2 * 0,2/4) = 0,88 м/с
Пример № 7 расчета скорости воздуха:
- объем перемещаемого воздуха = 500 м3
- воздуховод круглый диаметром 300 мм
Скорость воздуха равна 500 / 3600 / (3,14 * 0,3 * 0,3/4) = 1,96 м/с
Пример № 8 расчета скорости воздуха:
- объем перемещаемого воздуха = 1000 м3
- воздуховод круглый диаметром 400 мм
Скорость воздуха равна 1000 / 3600 / (3,14 * 0,4 * 0,4/4) = 2,21 м/с
Измерение расхода на входной вентиляционной решетке воздуховода
Схема рабочих датчиков телескопического зонда.
Наилучшим образом можно осуществить точные замеры объемного расхода воздуха, используя в указанном месте любой подходящий анемометр или термоанемометр
При этом специалисты рекомендуют обратить особое внимание на анемометр, снабженный достаточно большой крыльчаткой. При своем диаметре от 60 до 100 мм она вполне сопоставима с габаритами решетки
Благодаря такому прибору можно достичь оптимального результата при минимальном количестве замеров.
Вместе с тем упростить процесс измерения и одновременно минимизировать возможные погрешности можно и с помощью дополнительных приспособлений, таких как, например, воронка. Эта несложная по конструкции принадлежность дает возможность проводить более точные измерения всего за один замер, что, как нетрудно догадаться, значительно экономит время работника. Получить доступ для замеров в труднодоступных местах позволит также применение специального телескопического зонда (удлинителя зонда).
При выборе для работы того или иного оборудования рекомендуется отдавать предпочтение тем приборам, которые имеют опции автоматического исчисления объемного расхода воздуха и определения усредненных показателей по времени и числу замеров. Если у прибора отсутствуют указанные функции, оба этих параметра придется определять своими силами.
Исходные данные для вычислений
Когда известна схема вентиляционной системы, размеры всех воздухопроводов подобраны и определено дополнительное оборудование, схему изображают во фронтальной изометрической проекции, то есть аксонометрии. Если ее выполнить в соответствии с действующими стандартами, то на чертежах (или эскизах) будет видна вся информация, необходимая для расчета.
- С помощью поэтажных планировок можно определить длины горизонтальных участков воздухопроводов. Если же на аксонометрической схеме проставлены отметки высот, на которых проходят каналы, то протяженность горизонтальных участков тоже станет известна. В противном случае потребуются разрезы здания с проложенными трассами воздухопроводов. И в крайнем случае, когда информации недостаточно, эти длины придется определять с помощью замеров по месту прокладки.
- На схеме должно быть изображено с помощью условных обозначений все дополнительное оборудование, установленное в каналах. Это могут быть диафрагмы, заслонки с электроприводом, противопожарные клапаны, а также устройства для раздачи или вытяжки воздуха (решетки, панели, зонты, диффузоры). Каждая единица этого оборудования создает сопротивление на пути воздушного потока, которое необходимо учитывать при расчете.
- В соответствии с нормативами на схеме возле условных изображений воздуховодов должны быть проставлены расходы воздуха и размеры каналов. Это определяющие параметры для вычислений.
- Все фасонные и разветвляющие элементы тоже должны быть отражены на схеме.
Если такой схемы на бумаге или в электронном виде не существует, то придется ее начертить хотя бы в черновом варианте, при вычислениях без нее не обойтись.
Распределение объемов вытяжки по помещениям и определение площади поперечного сечения каналов
Итак, найден объем воздуха, который должен поступить помещения квартиры в течение часа и, соответственно, выведен за это же время.
Далее, исходят их количества вытяжных каналов, имеющихся (или планируемых к организации – при проведении самостоятельного строительства) в квартире или доме. Полученный объем необходимо распределить между ними.
Для примера, вернемся к таблице выше. Через три вентиляционных канала (кухня, санузел и ванная) необходимо отвести 240 кубометров воздуха в час. При этом из кухни по расчетам должно отводиться не менее 125 м³, из ванной и туалета по нормативам – не менее, чем по 25 м³. Больше – пожалуйста.
Поэтому напрашивается такое решение: кухне «отдать» 140 м³/час, а оставшееся — разделить поровну между ванной и санузлом, то есть по 50 м³/час.
Ну а зная объем, который необходимо отвести в течение определённого времени – несложно подсчитать ту площадь вытяжного канала, которая гарантированно справится с задачей.
Правда, для расчетов требуется еще и значение скорости воздушного потока. А она тоже подчиняется определённым правилам, связанным с допустимыми уровнями шума и вибрации. Так, скорость потока воздуха на вытяжных вентиляционных решетках при естественной вентиляции должна быть в пределах диапазона 0,5÷1,0 м/с.
Приводить формулу расчета здесь не будем – сразу предложим читателю воспользоваться онлайн-калькулятором, который определит требуемую минимальную площадь сечения вытяжного канала (отдушины).
Калькулятор расчета минимальной площади сечения вентиляционной отдушины
Обладая элементарными знаниями в геометрии, полученную площадь несложно привести к размерам прямоугольника. Правда, при этом должно соблюдаться условие – соотношение длинной и короткой стороны – не более, чем 3:1.
Нередко вентиляционные решетки имеют и круглое окно. Значит, необходимо пересчитать площадь сечения в диаметр. Или же требуется сделать переход от прямоугольного сечения на круглое. В обоих случаях будет полезен третий калькулятор, предназначенный специально для такой цели.
Калькулятор расчета диаметра круглого канала, эквивалентного площади прямоугольного
Полученное значение будет ориентиром при приобретении стандартных деталей с круглым сечением. Естественно, округление при этом делается в бо́льшую сторону.
Правила определения скорости воздуха
Скорость движения воздуха тесно взаимосвязана с такими понятиями, как уровень шума и уровень вибрации в вентиляционной системе. Проходящий по каналам воздух создает определенный шум и давление, которые возрастают с увеличением количества поворотов и изгибов.
Чем больше сопротивление в трубах, тем ниже скорость воздуха и тем выше производительность вентилятора. Рассмотрим нормы сопутствующих факторов.
№1 — санитарные нормы уровня шума
Нормативы, указанные в СНиП, касаются помещений жилого (частных и многоквартирных домов), общественного и производственного типа.
В таблице, представленной ниже, вы можете сравнить нормы для помещений различного типа, а также территорий, прилегающих к зданиям.
Часть таблицы из №1 СНиП-2-77 из параграфа «Защита от шума». Максимально допустимые нормы, относящиеся к ночному времени, ниже дневных значений, а нормы для прилегающих территорий выше, чем для жилых помещений
Одной из причин увеличения принятых норм как раз может быть неправильно спроектированная система воздуховодов.
Уровни звукового давления представлены в другой таблице:
При введении в эксплуатацию вентиляционного или другого оборудования, связанного с обеспечением благоприятного, здорового микроклимата в помещении, допускается лишь кратковременное превышение обозначенных параметров шума
№2 — уровень вибрации
Мощность работы вентиляторов напрямую связана с уровнем вибрации.
Максимальный порог вибрации зависит от нескольких факторов:
размеров воздуховода;
качества прокладок, обеспечивающих снижение уровня вибрации;
материала изготовления труб;
скорости потока воздуха, проходящего по каналам.
Нормы, которых стоит придерживаться при выборе вентиляционных устройств и при расчетах, касающихся воздуховодов, представлены в следующей таблице:
Предельно допустимые значения локальной вибрации. Если при проверке реальные показатели выше норм, значит, система воздуховодов спроектирована с техническими недочетами, которые необходимо исправить, или мощность вентилятора слишком велика
Скорость воздуха в шахтах и каналах не должна влиять на увеличение показателей вибрации, как и на связанные с ними параметры звуковых колебаний.
№3 — кратность воздухообмена
Очистка воздуха происходит благодаря процессу воздухообмена, который подразделяется на естественный или принудительный.
В первом случае он осуществляется при открывании дверей, фрамуг, форточек, окон (и называется аэрацией) или просто путем инфильтрации через щели на стыках стен, дверей и окон, во втором – с помощью кондиционеров и вентиляционного оборудования.
Смена воздуха в комнате, подсобном помещении или цеху должна происходить несколько раз в час, чтобы степень загрязнения воздушных масс была допустимой. Количество смен – это кратность, величина, также необходимая для определения скорости воздуха в вентканалах.
Кратность вычисляют по следующей формуле:
N=V/W,
где:
N – кратность воздухообмена, раз в 1 час;
V – объем чистого воздуха, заполняющего помещение за 1 ч, м³/ч;
W – объем помещения, м³.
Чтобы не выполнять дополнительные расчеты, средние показатели кратности собраны в таблицы.
Например, для жилых помещений подходит следующая таблица кратности воздухообмена:
Судя по таблице, частая смена воздушных масс в помещении необходима, если ему характерна высокая влажность или температура воздуха – например, в кухне или санузле. Соответственно, при недостаточной естественной вентиляции в данных помещениях устанавливают приборы принудительной циркуляции
Что случится, если нормативы кратности воздухообмена не будут соблюдаться или будут, но в недостаточной степени?
Произойдет одно из двух:
Кратность ниже нормы. Свежий воздух прекращает замещать загрязненный, вследствие чего в помещении увеличивается концентрация вредных веществ: бактерий, болезнетворных микроорганизмов, опасных газов. Количество кислорода, важного для дыхательной системы человека, уменьшается, а углекислого газа, напротив, увеличивается. Влажность повышается до максимума, что чревато появлением плесени.
Кратность выше нормы. Возникает, если скорость перемещения воздуха в каналах превышает норму. Это негативно влияет на температурный режим: помещение просто не успевает нагреваться. Излишне сухой воздух провоцирует болезни кожи и дыхательного аппарата.
Чтобы кратность обмена воздуха соответствовала санитарным нормам, следует установить, убрать или отрегулировать вентиляционные приборы, а при необходимости и заменить воздуховоды.
Различия вентиляционных труб по жесткости
По степени жесткости пластиковые трубы для вентиляции делятся на жесткие линейные и гибкие конструкции. Область применения этих позиций зависит от степени сложности магистрали и условий эксплуатации. Жесткие линейные системы рекомендуется оформлять поворотными и соединительными угловыми элементами, позволяющими удобно проложить линию магистрали к источнику забора свежего воздуха.
Для изготовления гибких вентиляционных коммуникаций, применяют разные виды пластика, физические свойства которых определяют область использования гибкого воздуховода. Если сравнивать эксплуатационные показатели гибких и жестких вентиляционных труб, то следует отметить снижение скорости воздушного потока в рифленых стенках гибких воздуховодов и их низкую звукоизоляцию.
Разнообразие вентиляционных систем
В настоящий момент строительная индустрия предлагает широкий ассортимент вентиляционных систем, предназначенных под любую площадь и назначение помещений. Главной их классификацией является разделение на приточные и вытяжные виды. В первом случае воздух попадает посредством воздуховодов внутрь помещения, где его давление растет. Вследствие этого процесса воздух выходит наружу через двери, окна и иные отверстия, которые находятся в данной комнате.
Приточная система имеет усложненный механизм: прежде, чем воздух попадает в помещение, он проходит воздухозаборную решетку и клапан и оказывается в фильтрующем элементе. После него направляется в нагреватель, а потом – в вентилятор. И только после этого этапа достигает финишной прямой. Такой вид вентиляционной системы приемлем для помещений с маленькой площадью.
Комбинированный вариант приточной и вытяжной систем считается наиболее эффективным способом вентиляции. Это обуславливается тем, что в помещении не задерживается надолго загрязненный воздух, и при этом поступает постоянно свежий. Стоит заметить, что диаметр воздуховода и его толщина напрямую зависят от желаемого вида вентиляционной системы так же, как и выбор его конструкции (обычная или гибкая).
По способу движения воздушных масс в помещении специалисты выделяют естественную и механическую системы вентиляции. Если в здании не используется механическое оборудование для поступления и очистки воздуха, то такой вид называется естественный. В этом случае зачастую отсутствуют воздуховоды. Наиболее оптимальный вариант – механическая система вентиляции, особенно, когда на улице безветренная погода. Такая система позволяет поступать воздуху в помещение и выходить из него посредством использования различных вентиляторов и фильтров. Также с помощью пульта ДУ можно настроить комфортные показатели температуры и давления внутри помещения.
Кроме вышеуказанных классификаций, различают вентиляционные системы общеобменного и местного вида. На производстве, где нет возможности устранять воздух из мест-источников загрязнения, применяется общеобменная вентиляция. Таким способом, вредные воздушные массы постоянно заменяются чистыми. Если же загрязненный воздух можно устранить возле источника его возникновения, то применяется вентиляция местного вида, которая чаще всего используется в домашних бытовых условиях.
Особенности выбора вентилятора
В выборе вентилятора надо руководствоваться следующими требованиями:
Схема определения шумовых характеристик канальных вентиляторов.
- У устройства должен быть минимальный удельный уровень мощности звука и узкий спектр звуковых волн, соответствующий предъявляемым условиям эксплуатации.
- Мощность вентилятора выбирается в соответствии с суммарными потерям при движении воздуха по каналам сети.
- Не рекомендуется применять крыльчатку с числом лопастей меньше 12. Такие конфигурации зачастую создают дополнительные тона аэродинамического шума при прохождении воздушной среды через крыльчатку. Усиление шумов определяется отдельным устройством вентилятора, отклонением воздушных масс при попадании на крыльчатку и дальнейшим взаимодействием потока с внутренней поверхностью воздуховодов.
- В сетях, где расход регулируется, отдельно учитывают воздействие изменения аэродинамических характеристик на громкость работы вентилятора. Снижение расхода при изменении угла установки лопастей может существенно усилить создаваемый шум.
- Дополнительно отрегулировать громкость работы агрегата позволит понижение частоты оборотов рабочего колеса в диапазоне регулирования при неизменной мощности.
- Штуцеры вентилятора и подключаемые участки воздуховода лучше соединять через гибкие вставки, гасящие вибрации, которые передает корпус агрегата на остальные участки.
