Расчет системы вентиляции
Расчет
вентиляции
Расчет
вентиляции, как правило, начинается с подбора оборудования, подходящего по
таким
параметрам, как производительность по прокачиваемому объему воздуха и
измеряемому
в кубометрах в час.
Важным
показателем в системе является кратность воздухообмена.
Кратность
воздухообмена показывает,
сколько раз происходит полная замена воздуха
в
помещении в течение часа.
Кратность
воздухообмена определяется СНиП и зависит от:
• назначения
помещения
• количества
оборудования
• выделяющего
тепло,
• количества
людей в помещении.
В
сумме все значения по кратности воздухообмена для всех помещений составляют
производительность
по воздуху.
Следующий
этап в расчете вентиляции - проектирование
воздухораспределительной
сети,
состоящей из следующих компонентов
• Воздуховоды
• Распределители
воздуха
• Фасонные
изделия (переходники, повороты, разветвители.)
Сначала
разрабатывается схема воздуховодов вентиляции, по которой производится
расчет
уровня шума, напора по сети и скорости потока воздуха.
Напор
по сети напрямую зависит от того, какова мощность используемого вентилятора
и
рассчитывается с учетом диаметров воздуховодов, количества переходов с одного
диаметра
на другой, и количества поворотов. Напор по сети должен возрастать с
увеличением
длины воздуховодов и количества поворотов и переходов.
Проектируя
системы вентиляции, необходимо находить оптимальное соотношение
между
мощностью вентилятора, уровнем шума и диаметром воздуховодов.
Расчет
мощности калорифера производится
с учетом необходимой температуры в
помещении
и нижним уровнем температуры воздуха снаружи.
Также
при выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать
следующие
параметры:
• Производительность
по воздуху;
• Мощность
калорифера;
• Рабочее
давление, создаваемое вентилятором;
• Скорость
потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
• Допустимый
уровень шума.
Ниже
приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы
приточной
вентиляции, используемой в бытовых условиях.
Производительность
по воздуху
Подбор
оборудования для системы вентиляции начинается с расчета требуемой
производительности
по воздуху или ｫпрокачкиｻ,
измеряемой в кубометрах в час. Для
этого
необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны
наименования
(назначения) каждого помещения и его площадь. Расчет начинается
с
определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько
раз
в
течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении. Например,
для
помещения
площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем
150
кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час.
Требуемая
кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества
находящихся
в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и
определяется
СНиП (Строительными Нормами и Правилами). Так, для большинства
жилых
помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений
требуется
2-3 кратный воздухообмен.
Для
определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения
воздухообмена:
по кратности и по количеству
людей, после чего выбрать большее
из
этих двух значений.
1.
Расчет воздухообмена по кратности:
L
= n * S * H, где
L
— требуемая производительность приточной
вентиляции, м3/ч;
n
— нормируемая кратность воздухообмена:
для жилых помещений n = 1, для
офисов
n = 2,5;
S
— площадь помещения, м2;
H
— высота помещения, м;
2.
Расчет воздухообмена по количеству людей:
L
= N * Lнорм, где
L
— требуемая производительность приточной
вентиляции, м3/ч;
N
— количество людей;
Lнорм
— норма расхода воздуха на одного человека:
• в
состоянии покоя — 20 м3/ч;
• работа
в офисе — 40 м3/ч;
• при
физической нагрузке — 60 м3/ч.
Рассчитав
необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную
установку
соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что
из-за
сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности
вентилятора.
Зависимость производительности от полного давления можно найти
по
вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических
характеристиках.
Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной
вентиляционной
решеткой создает падение давления около 100 Па.
Типичные
значения производительности систем вентиляции:
• Для
квартир — от 100 до 500 м3/ч;
• Для
коттеджей — от 1000 до 2000 м3/ч;
• Для
офисов — от 1000 до 10000 м3/ч.
Мощность
калорифера
Калорифер
используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного
воздуха
в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя
из
производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха
на
выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних
параметра
определяются СНиП. Температура воздуха, поступающего в жилое
помещение,
должна быть не ниже +18ｰС.
Минимальная температура наружного
воздуха
зависит от климатической зоной и для Москвы равна -26ｰС
(рассчитывается
как
средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца
в
13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность
он
должен нагревать поток воздуха на 44ｰС.
Поскольку сильные морозы в Москве
непродолжительны,
в приточных системах можно устанавливать калориферы,
имеющие
мощность меньше расчетной. При этом приточная система должна иметь
регулятор
производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное
время
года.
При
расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:
• Возможность
использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В)
напряжения
питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х
фазное
подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней,
так
как рабочий ток в этом случае меньше.
• Максимально
допустимый ток потребления. Ток, потребляемый калорифером,
можно
найти по формуле:
I
= P / U, где
I
— максимальный потребляемый ток, А;
Р
— мощность калорифера, Вт;
U
— напряжение питание:
• 220
В — для однофазного питания;
• 660
В (3 . 220В) — для трехфазного питания.
В
случае если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая,
можно
установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую
калорифер
сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:
ΔT
= 2,98 * P / L, где
ΔT
— разность температур воздуха на входе и выходе системы
приточной
вентиляции,ｰС;
Р
— мощность калорифера, Вт;
L
— производительность вентиляции, м3/ч.
Типичные
значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир,
от
5 до 50 кВт для офисов. Если использовать электрический калорифер с расчетной
мощностью
не представляется возможным, следует установить калорифер,
использующий
в качестве источника тепла воду из системы центрального или
автономного
отопления (водяной калорифер).
Рабочее
давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый
уровень
шума
После
расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к
проектированию
воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов,
фасонных
изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей
воздуха
(решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают
с
составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три
взаимосвязанных
параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором,
скорость
потока воздуха и уровень шума.
Требуемое
рабочее давление определяется техническими характеристиками
вентилятора
и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа
поворотов
и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха.
Чем
длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно
быть
давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит
скорость
потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением 4—5 м/с.
При
больших
скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В
тоже
время, использовать ｫтихиеｻ
воздуховоды большого диаметра не всегда
возможно,
поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве. Поэтому
при
проектировании систем вентиляции часто приходится искать компромисс между
уровнем
шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром
воздуховодов.
Для
бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды
сечением
160—250 мм и распределительные решетки размером
200.200
мм — 200.300 мм. Для точного расчета воздухораспределительной сети
необходимо
обращаться к специалистам. Специалисты нашей фирмы ответят на
любые
вопросы, связанные с системами вентиляции, в том числе и на вопросы по
расчету
вентиляции.
