Расчет системы вентиляции: сечение воздуховодов, давление в сети, подбор оборудования

Автор записи
08 фев 2017
12 мин чтения
4 комментария
5 / 5
Содержание
  1. Из чего состоит система вентиляции
  2. Аэродинамический расчет воздуховодов
  3. Рекомендуемая скорость воздуха в воздуховодах и решетках, м/с
    1. Схема вытяжных воздуховодов
    2. Давление воздуха в системах вентиляции и его возможные потери при движении воздуха по воздуховодам
    3. Расчет потерь давления при местных сопротивлениях
Воздуховоды оцинкованные

Из чего состоит система вентиляции

  • оборудования для подачи очищенного и удаления отработанного воздуха;
  • магистрали воздуховодов;
  • комплектующих материалов;
  • воздухораспределительные устройства.

 Качественный воздухообмен является одной из главных составляющих комфорта. Для полноценной работы системы вентиляции необходимо произвести расчет вентиляции помещения.

При расчете системы вентиляции учитывается такой параметр, как количество воздуха, которое нужно подавать в то или иное помещение (расчет воздухообмена). Исходя из показателей воздухообмена, проводится расчет воздуховодов и подбор оборудования.

Расчет воздуховодов – это подбор вентиляционных трубопроводов определенного размера, которые в дальнейшем будут монтироваться в систему вентиляции. Это необходимо для обеспечения нормированных параметров по:

  • скорости воздуха;
  • давлению воздуха;
  • акустическим характеристикам.

В КОМПАНИИ АЛЬТЕР ЭЙР ВЫ ПОЛУЧИТЕ БЕСПЛАТНУЮ КОНСУЛЬТАЦИЮ ПО ВАШЕМУ ОБЪЕКТУ. ОБРАЩАЙТЕСЬ!

Аэродинамический расчет воздуховодов

При проектировании систем вентиляции, одним из основных этапов проекта есть аэродинамический расчет воздуховодов. Он дает возможность определить необходимое сечение воздуховода, точнее его диаметр в случае круглого воздуховода, или размеры прямоугольного воздуховода.

Товары из статьи

Для выполнения аэродинамического расчета нужно вычертить аксонометрическую схему, назначить участки. Эти данные используют при аэродинамическом расчете.

Рекомендуемая скорость воздуха в воздуховодах и решетках, м/с

Элемент системыМеханическая вентиляция
Приточные шахты2,0÷6,0
Горизонтальные сборные каналы5,0÷11,0
Вертикальные каналы2,0÷6,0
Приточные решетки у потолка0,2÷0,3
Приточные решетки у пола0,2÷0,3
Вытяжные решетки0,2÷0,3
Вытяжные шахты1,0÷3,3
Элемент системы
  • Приточные шахты
  • Горизонтальные сборные каналы
  • Вертикальные каналы
  • Приточные решетки у потолка
  • Приточные решетки у пола
  • Вытяжные решетки
  • Вытяжные шахты
Механическая вентиляция
  • 2,0÷6,0
  • 5,0÷11,0
  • 2,0÷6,0
  • 0,2÷0,3
  • 0,2÷0,3
  • 0,2÷0,3
  • 1,0÷3,3

Потерю давления при движении воздуха по отдельному участку воздуховода определяют как суму потерь давления на трение и на местных сопротивлениях.

raschet-vent-vozduhovodov_(2).png (877×270)

Для круглих стальних воздуховодов удельную потерю давления на трение, т.е. величину R, можно определить в зависимости от расхода воздуха на участке и диаметра воздуховода. Для прямоугольных воздуховодов сначала определяют эквивалентный диаметр.

raschet-vent-vozduhovodov_(3).png (877×270)

Затем используют специальную таблицу для определения удельных потерь давления на трение. Также учитывается шероховатость воздуховодов, потери давления на местных сопротивлениях и динамическое сопротивление.

raschet-vent-vozduhovodov_(4).png (877×270)

Площадь сечения воздуховодов, точнее размеры воздуховодов, в процессе аэродинамического расчета приходиться уточнять, то есть изменять в большую или меньшую сторону. При одном и том же расходе воздуха уменьшение сечения приводит к увеличению потерь давления и наоборот, при увеличении сечения для прохода воздуха потери давления уменьшаются.

Сделать вывод о том, что сечения воздуховодов назначены правильно можно только после сравнения потерь давления с располагаемым  давлением. При естественной вентиляции располагаемым давлением является гравитационное давление, которое вызывает движение воздуха по воздуховоду. При механической вентиляции – располагаемым давлением есть давление вентилятора.   

Таким образом, при аэродинамическом расчете, чтобы назначить сечения воздуховодов и обеспечить удаление или подачу нужного количества воздуха в помещение, необходимо сравнить потери давления с располагаемым. Для сравнения определяют потери давления по главной расчетной магистрали.  

Схема вытяжных воздуховодов
При расчете ответвлений исходят из условия, что при движении воздуха по воздуховодам потери давления по параллельных ветках равны между собою.

Чтобы убедится в этом, рассмотрим простейшую схему вытяжных воздуховодов, которые удаляют воздух из жилой квартиры, в частности кухни и санузла.

Схема вытяжных воздуховодов

1,2,3 – отдельные участки аксонометрической схемы;

– расход воздуха на первом, втором и третьем участкам.

Система воздуховодов состоит из трех участков – 1, 2, 3.

Главная магистраль (расчетная ветка) включает участки 1 и 2.

Ответвления – 3-тий участок.

При движении воздуха по воздуховодам потерю давления на участке 1 можно определить как разность между давлением воздуха в помещении и в точке А, то есть в точке слияния потоков воздуха.

raschet-vent-vozduhovodov_(6).png (877×270)

Отсюда следует вывод – при движении воздуха по воздуховодам, потери давления на параллельных участках равны между собой. Если частично закрыть жалюзийную решетку на участке 3, то сопротивление этого участка увеличится, а расход воздуха уменьшится. Одновременно увеличится расход воздуха на участке 1, но равенство потерь давления при параллельных участках сохранится. Таким образом, при расчете воздуховодов, если задан расход воздуха на участке 3, то нужно назначить сечение воздуховода на этом участке так, чтобы выполнять равенство. Если это равенство не выполняется, то при эксплуатации системы вентиляции расходы воздуха на этих участках перераспределятся, и не будут соответствовать расчетным.

Давление воздуха в системах вентиляции и его возможные потери при движении воздуха по воздуховодам

В системах вентиляции движение воздуха может быть вызвано:

  • разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха (гравитационное давление);
  • действием ветра (ветровое давление);
  • работой одного или нескольких вентиляторов (давлением вентилятора).

При движении воздуха по воздуховодам, в результате трения его о стенки воздуховода, уменьшается давление. Чем больше шероховатость стенок, тем больше потеря давления.

Потери давления на трение зависят не только от:

  • шероховатости воздуховодов;
  • скорости движения воздуха;
  • плотности воздуха;
  • диаметра воздуховода;
  • длины воздуховода.

В общем случае потери давления на трение определяют по формуле:

raschet-vent-vozduhovodov_(9).png (877×270)
Материал воздуховода Эквивалентная шероховатость (k экв), мм
Стальные воздуховоды 0,15
Стальные воздуховоды на фланцевых соединениях 0,1
Воздуховоды из полиэтилена и поливинилхлорида 0,007
Кирпичный канал (внутри канала швы «не затерты») 3,0÷0,5
Канал оштукатуренный по металлической сетке 10÷15
Канал из шлакоблочных плит 1,5
Канал из шлако и опилко алебастровых плит, тщательно выполненный 1,0÷1,5
Канал деревянный из струганных и подогнанных досок 0,2÷1,0
Канал деревянный из не струганных досок 1,0÷2,5
Канал бетонный 1,0÷3,0
Воздуховод из льняного полотна 0,5÷0,8
Материал воздуховода
  • Стальные воздуховоды
  • Стальные воздуховоды на фланцевых соединениях
  • Воздуховоды из полиэтилена и поливинилхлорида
  • Кирпичный канал (внутри канала швы «не затерты»)
  • Канал оштукатуренный по металлической сетке
  • Канал из шлакоблочных плит
  • Канал из шлако и опилко алебастровых плит, тщательно выполненный
  • Канал деревянный из струганных и подогнанных досок
  • Канал деревянный из не струганных досок
  • Канал бетонный
  • Воздуховод из льняного полотна
Эквивалентная шероховатость (k экв), мм
  • 0,15
  • 0,1
  • 0,007
  • 3,0÷0,5
  • 10÷15
  • 1,5
  • 1,0÷1,5
  • 0,2÷1,0
  • 1,0÷2,5
  • 1,0÷3,0
  • 0,5÷0,8

Расчет потерь давления при местных сопротивлениях

В системах вентиляции потери давления на местных сопротивлениях наибольшие. Местные сопротивления – это:

  • поворот воздуховода,
  • сужение или расширение потока воздуха,
  • вход воздуха в воздухозаборную шахту;
  • фасонная часть "тройник";
  • приточные и вытяжные решетки;
  • воздухораспределители;
  • диафрагмы;
  • заслонки для регулирования количества воздуха и т.д.

Потерю давления на местном сопротивлении вычисляют по формуле:

raschet-vent-vozduhovodov_(10).png (877×270)

Коэффициент местного сопротивления  определяют на основании экспериментальных измерений потерь давления. При проведении эксперимента измеряют:

  • потерю давления;
  • скорость движения воздуха;
  • температуру (используют для определения плотности воздуха).

Коэффициент местного сопротивления после измерений вычисляют из уравнения:

raschet-vent-vozduhovodov_(11).png (877×270)

На основании анализа этого уравнения можно сделать вывод о том, что численное значение коэффициента местного сопротивления, к примеру, при расширении потока, зависит от того, какую скорость определяли при измерениях, до расширения или после.

raschet-vent-vozduhovodov_13.png (501×279)

Рабочая точка – это пересечение кривой характеристик оборудования с кривой систем. Потерю давления при движении воздуха по отдельному участку воздуховода определяют как суму потерь давления на трение и на местных сопротивлениях.

  1. аэродинамические характеристики вентилятора (канального, центробежного, осевого),
  2. характеристики сети, в которой установлен вентилятор.

Таким образом, рабочая точка – это параметр вентилятора во время работы в конкретной вентиляционной системе.

При подготовке данного материала использовали данные пособия "Расчет и проектирование систем вентиляции и кондиционирования" А.Ф. Строя и В.В. Кролодяжного.

Следует помнить, что вентиляция размеры воздуховодов которой были подобраны без расчетов, будет доставлять дискомфорт шумом и осуществлять некачественный воздухообмен. 

Точный расчет стоимости вентиляции могут произвести инженеры компании Альтер Эйр. Обращайтесь по номеру телефона 0-800-33-08-28 за подробной консультацией специалистов. Заказав проект вентиляции магазина, вы получите решение, которое будет эффективным, качественным и надежным. 

Хотите стать нашим партнером?

Оставьте свои контакты и наш сотрудник свяжется с Вами в ближайшее время


Отзывы и вопросы
  • 5 / 5

    Инна

    Спасибо автору за подробный расчет. Теперь даже можно самостоятельно подобрать оборудование, вплоть до вентилятора. Довольно информативная статья.

  • 5 / 5

    Анатолий

    Не думал, что так важно делать правильный расчет, даже учитывая качество воздуха. К сожалению, люди часто сами делают вентиляцию, а потом жалуются, что сквозняки, душно или шумно. Такие цифры и сложность системы показывает, что это лучше доверить профессионалам.

  • 5 / 5

    Елена

    если описка L в м2/час надо в м3/час Спасибо

  • Команда Альтер Эйр

    Добрый день, Елена! Спасибо за вашу наблюдательность, обязательно учтем!