Изчисляване на площта на въздуховодите и фитингите: правила за изчисляване + примери за изчисления по формула

Нагревател в мрежата: за какво се използва и как да се изчисли неговата мощност

Ако планирате вентилация със свеж въздух, през зимата не можете да минете без въздухоподгревател. Съвременните системи позволяват регулиране на мощността на вентилатора, което помага през студените месеци. Чрез намаляване на мощността на подавания въздух не само ще спестите енергия от по-ниската консумация на вентилатора, но и въздухът ще бъде по-топъл, тъй като преминава по-бавно през нагревателя. Въпреки това все още са необходими изчисления на температурата на външния въздух за отопление. Те се произвеждат по формулата:

ΔT = 2,98 × P / L, където:

• P е консумираната мощност на отоплителя за повишаване на температурата на външния въздух до 18°C (W);
• L е капацитетът на вентилатора (m3 /h).

Изчисляване на напречното сечение на канала по метода на скоростта

Изчисляването на площта на напречното сечение на вентилационния канал по метода на скоростта се основава на стандартизирана максимална скорост. Скоростта се избира за всеки тип помещение и участък от канала въз основа на препоръчителните стойности. За всеки тип сграда е определена максимална допустима скорост в главните въздуховоди и клоновете, над която системата не може да се използва поради шум и високи загуби на налягане.

Фиг. 1 (Мрежова схема за изчисление)

Във всеки случай преди започване на изчислението трябва да се създаде макет на системата. Първата стъпка е да се изчисли необходимото количество въздух, което трябва да се подаде и изведе от помещението. Следващата работа ще се основава на това изчисление.

Процесът на изчисляване на площта на напречното сечение по метода на скоростта се състои от следните стъпки:

1. Създава се план на въздухопровода, на който се отбелязват секциите и очакваното количество въздух, което трябва да се транспортира през тях. Най-добре е да се включат всички решетки, дифузори, промени в секциите, завои и клапи.
2. Сечението на канала, диаметърът или размерът на правоъгълните страни се изчисляват въз основа на избраната максимална скорост и количеството на въздушния поток.
3. След като са известни всички параметри на системата, може да се избере вентилатор с необходимия капацитет и напор. Изборът на вентилатор се основава на изчисляване на спада на налягането в мрежата. Това е значително по-сложно, отколкото просто да се избере напречното сечение на каналите във всяка област. Ще разгледаме този въпрос в общи линии. Понякога просто избираме правилния вентилатор с малък марж.

Нормативна скорост

Стойностите са приблизителни, но позволяват да се използва система с минимален шум.

Фиг. 2 (Номограма на кръгли ламаринени тръби)

Как да използвате тези стойности? Можете да използвате тези стойности във формулите или да използвате номограма (диаграма) за различните форми и видове въздуховоди.

Те могат да бъдат намерени в литературата на производителя или в инструкциите на производителя и описанията на въздуховодите. Например, всички гъвкави въздуховоди се доставят с тези диаграми. Данните за листовите въздуховоди могат да бъдат намерени в документите и на уебсайта на производителя.

По принцип не е необходимо да се използва номограма, а по-скоро да се намери необходимата площ на напречното сечение въз основа на скоростта на въздуха. Изберете площта в зависимост от диаметъра или ширината и дължината на правоъгълното сечение.

Пример:

Нека разгледаме един пример. В този пример използваме номограмата за кръгъл канал от ламарина. Той е полезен и за изясняване на спада на налягането в участък от въздуховод при дадена скорост. Тези данни ще бъдат необходими за избора на вентилатор.

И така, какъв въздуховод трябва да се избере за участъка от мрежата (клон) с капацитет 100 m³/h от решетката до главната линия? На номограмата намерете пресечната точка на зададеното количество въздух с линията на максималната скорост за клона от 4 m/s. В близост до тази точка намерете и най-близкия (по-голям) диаметър. Това е тръба с диаметър 100 mm.

По същия начин намираме напречното сечение за всеки участък. Избрани са всички. Сега трябва да изберем вентилатора и да изчислим каналите и фитингите (ако са необходими за производството).

4 Софтуер в помощ

За да се избегне човешкият фактор при изчисленията и да се намали времето за проектиране, са разработени няколко продукта, които да ви помогнат да оразмерите правилно бъдещата си вентилационна система. Освен това някои от тях позволяват създаването на 3D модел на комплекса. Сред тях са следните:

• Vent-Calc за изчисляване на площта на напречното сечение, тягата и съпротивлението в сеченията.
• GIDRV 3.093 осигурява контрол за изчисляване на параметрите на каналите.
• Ducter 2.5 избира елементите на системата в съответствие с определените характеристики.
• CADvent, базиран на AutoCAD с максимална база данни от елементи.

Размерите на бъдещата вентилационна система се определят от потребителя. За неопитния монтажник е за предпочитане да проектира и монтира всички компоненти с помощта на специалисти с опит в проектирането на въздуховоди и оборудване.

Проектиране на приточна и смукателна вентилация на сградата

За да се проектира приточно-отвеждаща вентилационна система, първата стъпка е да се определи източникът на замърсителите. След това се определя колко чист въздух е необходим на хората, за да работят правилно, и колко замърсен въздух трябва да бъде изведен от помещението.

Концентрацията на всяко вещество е различна и стандартите за съдържанието им във въздуха също са различни. Поради това изчисленията се правят за всяко вещество поотделно и след това резултатите се сумират. За да се създаде правилен въздушен баланс, трябва да се вземат предвид количеството на замърсителите и местното засмукване, за да се изчисли колко чист въздух е необходим.

Съществуват четири схеми на вентилация за подаване и изхвърляне на въздух в производствени помещения: отгоре-надолу, отгоре-нагоре, отдолу-нагоре, отдолу-надолу.

Изчислението се основава на формулата:

RR=G/V,

• където Êr е коефициентът на въздухообмен,
• G - единица време (час),
• V - обем на помещението.

Необходимо е да се направи правилно изчисление, за да се гарантира, че въздухът не преминава нито в съседни помещения, нито извън тях. Освен това устройството за свеж въздух трябва да бъде разположено от страната на оборудването, така че вредни вещества или изпарения да не достигат до хората. Всички тези точки трябва да бъдат взети под внимание.

Ако при производствения процес се отделят замърсители, по-тежки от въздуха, трябва да се използват комбинирани схеми за обмен на въздуха, при които 60 % от замърсителите се отстраняват от долната зона и 40 % от горната зона.

отстраняване на излишната топлина и вредните изпарения.

Това е най-сложното изчисление, тъй като трябва да се вземат предвид няколко фактора, а замърсителите могат да бъдат разпределени на голяма площ. Количеството на замърсителите се изчислява по следната формула:

L=Mv/(stom-uup),

• където L е необходимото количество свеж въздух,
• Mv - маса на емитирания замърсител (mg/h)
• Mdp - специфична концентрация на веществото (mg/m3),
• yo е концентрацията на веществото във въздуха, постъпващ през вентилационната система.

Ако се отделят няколко вида различни вещества, изчислението се прави за всяко от тях поотделно и след това се сумира.

Системи, които нормализират нивата на влажност

За това изчисление първо трябва да се идентифицират всички източници на образуване на влага. Може да се образува влага:

• чрез кипене на течности,
• изпаряване от отворени съдове,
• изтичане на влага от апарата.

Съберете произведената влага от всички източници и изчислете системата за обмен на въздух, за да нормализирате нивата на влага. Това се прави, за да се създадат нормални условия на труд и да се спазят хигиенните разпоредби.

Формулата за въздухообмен е:

L=G/(Dyx-Dnp)

• Където Dyx=MuhJuh,
• и Dp=MprJp.
• Jõh и Jpr са относителната влажност на изходящия и входящия въздух,
• MUH и Mdp са масите на водните пари, съдържащи се в изходящия и входящия въздух при пълно насищане и съответната температура.

Вентилация при висока заетост

Това е най-простото изчисление, тъй като при него не се изчисляват емисиите на замърсители, а само емисиите на човека. Наличието на чист въздух гарантира висока производителност, спазване на хигиенните стандарти и чист процес.

За да се изчисли необходимият обем чист въздух, се използва следната формула:

L=Nm,

• Където L е необходимото количество въздух (m3/h),
• N брой на хората, работещи в даденото помещение, m - въздух, необходим за дишането на един човек за час.

Според санитарните разпоредби дебитът на чист въздух на човек е 30 m3 на час, ако помещението е проветрено, но ако не е, този дебит се удвоява.

Изчисляване на въздуховоди или проектиране на вентилационни системи

Вентилацията е най-важната част от създаването на оптимален климат в помещенията. Той до голяма степен е отговорен за комфорта и здравето на обитателите. Добрата вентилационна система се справя с много проблеми, които възникват в затворено пространство: замърсяване с пари, вредни газове, органичен и неорганичен прах и прекомерна топлина. Предпоставките за добра вентилация и добър въздухообмен се правят много преди сградата да бъде пусната в експлоатация, по-точно на етапа на проектиране на вентилацията. Ефективността на вентилационните системи зависи от размерите на въздуховодите, капацитета на вентилаторите, скоростта на движение на въздуха и други параметри на бъдещия въздуховод. Проектирането на вентилационна система изисква голям брой инженерни изчисления, които отчитат не само площта на сградата, височината на таваните, но и много други нюанси.

Изчисление площ на напречното сечение на канала

След като сте изчислили капацитета на вентилацията, можете да пресметнете размерите на въздуховодите.

Изчисляването на площта на въздуховода се основава на необходимия дебит в помещението и на максимално допустимия дебит на въздуховода. Ако допустимата скорост на потока е по-висока от нормата, това ще доведе до загубите на налягане при местните съпротивления и по дължината на канала съпротивления, както и по дължината на канала, което ще доведе до увеличаване на разходите за енергия. Правилното изчисляване на площта на напречното сечение на въздухопровода също е необходимо, за да се гарантира, че нивата на аеродинамичен шум и вибрации не се превишават.

При изчисленията е важно да се има предвид, че ако изберете по-голяма площ на сечението на въздуховода, скоростта на въздуха ще бъде намалена, което ще има положителен ефект върху аеродинамичния шум, както и върху разходите за енергия. Но имайте предвид, че в този случай цената на самия въздуховод ще бъде по-висока. Използването на "тихи" нискоскоростни въздуховоди с големи сечения обаче не винаги е възможно, тъй като е трудно те да бъдат разположени в празното пространство на тавана. За да намалим височината на празното пространство на тавана, използваме правоъгълни въздуховоди, които имат същата площ на напречното сечение, но по-малка височина от кръглите въздуховоди (напр. кръгъл въздуховод с диаметър 160 mm има същата площ на напречното сечение като правоъгълен въздуховод с размери 200 × 100 mm). В същото време монтажът на кръгли въздуховоди е по-лесен и бърз.

Ето защо, когато избираме въздуховоди, обикновено избираме най-подходящите въздуховоди от гледна точка на удобството на монтажа и рентабилността.

Площта на напречното сечение на дифузьора се определя по формулата:

Cc = L * 2,778 / Vкъдето

Sc - е проектната площ на напречното сечение на светлинния разсейвател, cm²;

L - е дебитът на въздуха през въздуховода, m³/h;

V - скорост на въздуха в канала, m/s;

2,778 - е коефициент за съгласуване на различните измерения (часове и секунди, метри и сантиметри).

Крайният резултат се дава в квадратни сантиметри, тъй като е по-лесно да се чете в тези единици.

Действителната площ на напречното сечение на канала се определя по формулата:

S = π * D² / 400 - За кръгли канали,

S = A * B / 100 - за правоъгълни въздуховоди, където

S - е действителната площ на напречното сечение на въздухопровода, cm²;

D - диаметър на кръговия канал, mm;

A и B - ширина и височина на правоъгълния канал, mm.

Изчисляване на съпротивлението на каналната мрежа

След като сте изчислили площта на напречното сечение на въздуховодите, трябва да определите загубата на налягане във вентилационната мрежа (съпротивление на въздуховодите). При проектирането на мрежата трябва да се вземат предвид загубите на налягане на вентилационното оборудване. Когато въздухът се движи през въздухопровода, той изпитва съпротивление. За да преодолее това съпротивление, вентилаторът трябва да създаде определено налягане, което се измерва в паскали (Pa). За да изберем захранващ блок, трябва да изчислим това съпротивление на мрежата.

Формулата се използва за изчисляване на съпротивлението на мрежовия участък:

Където R е специфичната загуба на налягане от триене в участъците на мрежата

L - дължина на секцията на канала (8 m)

Ei - сума от коефициентите на местните загуби в секцията на канала

V - скорост на въздуха в секцията на канала (2,8 m/s)

Y - плътност на въздуха (приемаме 1,2 kg/m3).

Стойности на R - определени ръчно (R - диаметър на канала d=560 mm и V=3 m/s). Ei - в зависимост от вида на местното съпротивление.

Като пример, резултатите за съпротивлението на канала и мрежата са показани в таблицата по-долу:

Изчисляване на въздуховодите и фитингите: Планиране на вентилационната система

автор

Сергей Соболев4к

Вентилацията на дома играе много важна роля, като поддържа необходимия за човека микроклимат. Доброто му проектиране и изпълнение се отразява на здравето на живеещите в къщата. Но не само дизайнът има значение.

Важно е въздуховодите да се изчислят правилно. Днес ще говорим за изчисляване на въздуховодите и фитингите, необходими за правилния въздухообмен в апартамент или частна къща.

Ще научим как се изчислява скоростта на въздуха в каналите, какво влияе на този параметър и ще разгледаме кои програми могат да се използват за по-точни изчисления.

Прочетете статията:

Изчисляване на напречните сечения на каналите по метода за изчисляване на допустимата скорост

Изчисляването на площта на напречното сечение на вентилационния канал по метода на допустимата скорост се основава на нормализираната максимална скорост. Скоростта се избира за всеки тип помещение и участък от въздуховода въз основа на препоръчителните стойности. За всеки тип сграда има максимално допустими скорости в главните въздуховоди и клоновете, над които системата е трудно използваема поради шума и високите загуби на налягане.

Фиг. 1 (Мрежова схема за изчисление)

Във всеки случай преди започване на изчислението трябва да се създаде макет на системата. Първо, изчислете количеството въздух, което трябва да се подава и изхвърля от помещението. По-нататъшната работа ще се основава на това изчисление.

Процесът на изчисление на площта на напречното сечение по метода на скоростта се състои от следните стъпки по опростен начин:

1. Създава се план на въздухопровода, на който се отбелязват секциите и очакваното количество въздух, което трябва да се транспортира през тях. Още по-добре е, че са показани и всички решетки, дифузори, промени в сеченията, завои и демпфери.
2. Сечението на канала, диаметърът или размерът на правоъгълните страни се изчисляват въз основа на избраната максимална скорост и дебит на въздуха.
3. След като всички параметри на системата са известни, може да се избере необходимата мощност и напор на вентилатора. Изборът на вентилатор се основава на изчисляване на спада на налягането в мрежата. Това е значително по-сложно, отколкото просто да се избере напречното сечение на канала във всяка секция. Ще разгледаме този въпрос в общи линии. Понякога даден вентилатор просто се избира с малък марж.

За изчислението е необходимо да се знаят параметрите на максималната скорост на въздуха. Те са взети от справочници и нормативна литература. Стойностите за някои сгради и участъци от системата са дадени в таблицата по-долу.

Нормативна скорост

Тези стойности са приблизителни, но позволяват да се използва система с ниско ниво на шум.

Фиг. 2 (Номограма на кръгли ламаринени тръби)

Как да използвате тези стойности? Те трябва да бъдат заменени във формулата или чрез използване на номограми (диаграми) за различни форми и видове въздуховоди.

Номограмите могат да бъдат намерени в стандартната литература или в инструкциите и описанията на производителя на въздуховодите. Например, всички гъвкави въздуховоди се доставят с тези диаграми. Данните за листовите въздуховоди могат да бъдат намерени в документите и на уебсайта на производителя.

По принцип не е необходимо да се използва номограма, а по-скоро да се намери необходимата площ на напречното сечение въз основа на скоростта на въздуха. Изберете площта в зависимост от диаметъра или ширината и дължината на правоъгълното сечение.

Пример:

Нека разгледаме един пример. В този пример използваме номограмата за кръгъл канал от ламарина. Тази графика е полезна и за проверка на спада на налягането по протежение на участък от въздуховод при дадена скорост. Тези данни са полезни и за бъдещия избор на вентилатори.

И така, какъв въздуховод трябва да се избере в участъка от мрежата (клон) от решетката до мрежата, през който ще се изпомпват 100 m³/h? На номограмата намерете пресечната точка на зададеното количество въздух с линията на максималната скорост за клона от 4 m/s. В близост до тази точка намерете и най-близкия (по-голям) диаметър. Това е тръба с диаметър 100 mm.

По същия начин намираме напречното сечение за всеки участък. Избрани са всички. Сега трябва само да изберем вентилатора и да изчислим каналите и фитингите (ако са необходими за производството).

Калкулатор за изчисляване и избор на компоненти за вентилация

Калкулаторът позволява да се изчислят основните параметри на вентилационната система, като се използва методът, описан в раздел Изчисляване на вентилационни системи. Той може да се използва за определяне на:

• Капацитетът на системата обслужва до 4 стаи.
• Размери на канала и решетката.
• Съпротивление на въздухоразпределителната мрежа.
• Мощност на нагревателя и приблизителни разходи за енергия (при използване на електрически нагревател).

Ако трябва да изберете модел с овлажняване, охлаждане или рекуперация, използвайте калкулатора на уебсайта на Breezart.

Защо да се изчисляват размерите на каналите и фитингите?

Определянето на квадратурата на въздуховодите е необходимо, за да се създаде ефективна вентилационна система и да се оптимизира нейната работа:

• обема на въздуха, който трябва да бъде изместен;
• скоростта на въздушните маси;;
• ниво на шума;
• потребление на енергия.

Освен това изчислението трябва да съдържа списък с допълнителни експлоатационни характеристики. Например правилната стайна температура. Това означава, че вентилационната система трябва да отстранява излишната топлина и влажност или да свежда до минимум топлинните загуби. В този случай максималната/минималната температура и скоростта на въздуха, влизащ в помещението, се регулират в съответствие със съответните стандарти.

Качествените параметри на постъпващия въздух също се регулират, а именно химическият му състав, количеството на суспендираните частици, наличието и концентрацията на взривоопасни елементи и др.

Решетка на вентилационния канал с квадратно сечение

Видове въздуховоди

Няколко думи за материалите и видовете дифузьори

Това е важно, тъй като в зависимост от формата на въздуховода има специфични конструктивни особености и избор на площ на напречното сечение. Важно е да се обърне внимание и на материала, тъй като той определя начина, по който въздухът се движи и взаимодейства със стените.

Накратко, влизат въздуховодите:

• Метал от поцинкована или черна стомана, неръждаема стомана.
• Гъвкави, изработени от алуминиева или пластмасова ламарина.
• Твърда пластмаса.
• Текстилни канали.

Дифузорите се предлагат в кръгли, правоъгълни и овални форми. Най-често се използват кръгли и правоъгълни въздуховоди.

Повечето от описаните въздуховоди се произвеждат във фабрика, например гъвкави пластмасови или текстилни въздуховоди, и е трудно да се произвеждат на място или в малка работилница. Повечето продукти, които изискват изчисление, са изработени от поцинкована или неръждаема стомана.

Поцинкованите стоманени тръби могат да се произвеждат в правоъгълна или кръгла форма, без да е необходимо скъпо оборудване. В повечето случаи са достатъчни машина за огъване и устройство за производство на кръгли канали. Освен малки ръчни инструменти.

Загуба на налягане

При движението си по въздуховодите във вентилационната система въздухът изпитва известно съпротивление. За да се преодолее, в системата трябва да има подходящо ниво на налягане. Общоприето е, че налягането на въздуха се измерва в собствената му единица - Pa.

Всички необходими изчисления се извършват с помощта на специализирана формула:

P = R * L + Ei * V2 * Y/2,

Тук P - налягане; R - частични промени в налягането; L - общи размери на целия канал (дължина); Ei - коефициент на всички възможни загуби (сумиран); V - скорост на въздуха в мрежата; Y - плътност на въздушния поток.

Конвенциите, използвани във формулите, могат да бъдат прочетени в специална литература (справочници). Стойността на Ei е уникална за всеки отделен случай в зависимост от вида на вентилацията.

Пример за изчисляване на вентилацията с калкулатор

В този пример ще ви покажем как да изчислите вентилацията на апартамент с 3 спални, обитаван от тричленно семейство (двама възрастни и едно дете). Понякога при тях идват роднини през деня, така че във всекидневната могат да останат до 5 души за дълъг период от време. Височината на тавана в апартамента е 2,8 метра. Параметри на стаята:

За спалнята и детската стая дебитът ще бъде 60 m³/h на човек, както се препоръчва от SNiP. За всекидневната тя се ограничава до 30 m³/h, тъй като броят на хората в тази стая е рядък. Според SNiP този дебит на въздуха е разрешен за помещения с естествена вентилация (прозорец може да се отвори за проветряване). Ако определим и дебита на въздуха за всекидневната на 60 m³/h на човек, необходимият дебит на въздуха за тази стая ще бъде 300 m³/h. Разходите за електроенергия за затопляне на това количество въздух биха били много високи, затова направихме компромис между комфорт и икономичност. За да изчислим коефициента на въздухообмен за всички стаи, ще изберем комфортен двоен коефициент на въздухообмен.

Главният канал ще бъде правоъгълен твърд, а клоновете ще бъдат гъвкави шумоизолирани канали (тази комбинация от видове канали не е най-често срещаната, но я избрахме за целите на демонстрацията). За допълнително пречистване на подавания въздух ще бъде монтиран фин въглероден прахов филтър EU5 (ще изчислим съпротивлението на мрежата със замърсени филтри). Скоростите на движение на въздуха в каналите и допустимото ниво на шума в решетките се оставят на препоръчаните стойности по подразбиране.

Започнете с изготвяне на схема на мрежата за разпределение на въздуха. Тази диаграма ни позволява да определим дължините на каналите и броя на завоите, които могат да бъдат както хоризонтални, така и вертикални (трябва да изчислим всички завои под прав ъгъл). Това е нашата схема:

Съпротивлението на въздухоразпределителната мрежа е равно на съпротивлението на най-дългия участък. Този участък може да бъде разделен на две части: основен канал и най-дълъг клон. Ако имате два клона с приблизително еднаква дължина, трябва да определите кой клон има по-голямо съпротивление. За целта можем да приемем, че съпротивлението на едно огъване е равно на съпротивлението на 2,5 метра тръба, тогава клонът с най-голямо съпротивление (2,5*брой огъвания + дължина на тръбата) ще има най-голямо съпротивление. Разделянето на двете части на канала е необходимо, за да се даде възможност за различни типове канали и скорости на въздуха в главния и в разклоненията.

В нашата система във всички клонове са монтирани балансиращи дросели, които позволяват дебитът на въздуха във всяко помещение да се настройва според проекта. Тяхното съпротивление (отворено) вече е взето предвид, тъй като е стандартен елемент на вентилационната система.

Основният въздуховод (от решетката за всмукване на въздух до разклонението към стая 1) е дълъг 15 метра, като в този участък има 4 правоъгълни завоя. Дължината на захранващия блок и въздушния филтър може да се пренебрегне (тяхното съпротивление ще се вземе предвид отделно), а съпротивлението на шумозаглушителя може да се приеме за равно на съпротивлението на въздуховода със същата дължина, т.е. просто да се отчете като част от основния въздуховод. Най-дългият клон е дълъг 7 метра и има 3 правоъгълни завоя (един в клона, един в канала и един в адаптера). По този начин зададохме всички необходими входни данни и вече можем да започнем изчислението (снимка на екрана). Резултатите са обобщени в следните таблици:

Резултати от изчисленията по стаи

Заключение и полезно видео по темата

Онлайн програма в помощ на инженера:

Видеоклип за цялата вентилационна система на еднофамилна къща:

p>Площта на сечението, формата, дължината на канала са някои от параметрите, които определят ефективността на вентилационната система. Правилното изчисление е изключително важно, защото От него зависи въздушният капацитет, както и скоростта на потока и ефективната работа на цялостната конструкция.

Когато използвате онлайн калкулатор, степента на точност ще бъде по-висока, отколкото при ръчно изчисляване. Този резултат се дължи на факта, че софтуерът автоматично закръгля стойностите до по-точна стойност.

Имате ли личен опит в проектирането, изграждането и изчисляването на въздуховоди? Искате ли да споделите знанията си или да зададете въпроси? Моля, не се колебайте да оставяте коментари и да участвате в дискусии - използвайте формата за обратна връзка по-долу.