От автора: привет, друзья! Прежде чем вы узнаете, как рассчитать приточную вентиляцию, а также необходимые параметры вытяжного оборудования, давайте разберемся, для чего это вообще нужно. Вы наверняка уже знаете, что все вентиляционные системы делятся на два типа: естественную и принудительную.
Обе разновидности отвечают за воздухообмен, но делают это по-разному. Естественная вентиляция работает за счет различных природных явлений. Для воздухообмена необходимо движение воздушных масс. Оно происходит за счет разницы в температуре и плотности свежего и отработанного воздуха.
Естественно, у такого подхода немало минусов. Как минимум, для обеспечения хоть какого-то воздухообмена необходима та самая разница температур. Но что делать, если на улице жара? К тому же, учитывая повсеместную оснащенность квартир и домов герметичными пластиковыми стеклопакетами, можно понять, что с притоком воздуха вообще возникают довольно большие проблемы, ведь его реально получить, только открыв окно.
Все эти факторы приводят к тому, что естественной вентиляции просто недостаточно. И вот тут на помощь приходит оборудование, за счет которого стимулируется подача и отток воздуха. Такая система называется принудительной.
Существует довольно много устройств, с помощью которых такую вентиляцию. Но перед их приобретением необходимо точно определиться с техническими характеристиками, которые должны быть свойственны конкретному оборудованию. Понятно, что для огромного дома и для маленькой квартирки один и тот же прибор не подойдет. Поэтому важно произвести предварительные расчеты.
Расчеты
Проще всего произвести расчет уровня воздухообмена, опираясь на площадь помещения, где будет установлено оборудование. Высота потолков при этом не учитывается. Делается это просто. По норме, на каждый квадратный метр полагается 3 м 3 свежего воздуха. Соответственно, если площадь вашей квартиры, например, 50 м 2 , умножьте этот показатель на 3, и вы получите необходимый параметр.
Еще один метод основывается не на габаритах помещения, а на уровне потребления. Главным параметром в данном случае является количество людей, проживающих в доме. На каждого из них полагается 60 м 3 свежего воздуха в час. Соответственно, путем простого умножения вы снова получите нужный результат.
Если у вас регулярно бывает определенная компания людей - например, на выходные приезжают родители, или по вечерам забегают на огонек соседи - то добавьте на каждого из них еще 20 м 3 свежего воздуха.
Конечно, все эти расчеты нельзя назвать идеально точными. Чтобы сделать их таковыми, необходимо учесть множество нюансов, свойственных конкретному жилищу. В принципе, обычно это не слишком нужно. Но, если возникла такая необходимость, то вы можете обратиться в компании, специализирующиеся на проведении подобных расчетов.
Выбор оборудования
После того как у вас на руках оказались необходимые расчеты, можно приступать к выбору конкретного оборудования. Но одного только показателя воздухообмена явно недостаточно. Важны и другие критерии: например, уровень шума.
Некоторые разновидности как приточного, так и вытяжного оборудования работают довольно громко. В маленьких помещениях это может сильно мешать. Да и из больших эти звуки могут доноситься в ночное время, не давая вашим домочадцам спокойно спать. Поэтому обращайте на данный параметр особое внимание. Чем ниже уровень шума, тем лучше.
Впрочем, данный фактор важен не только при приобретении оборудования, но и при проектировке вентиляционной системы в частном доме. Дело в том, что трубы, по которым выходит воздух, тоже могут шуметь. И чем меньше будет их диаметр, тем сильнее будет гул.
Также важны следующие моменты:
- легкость монтажа. Это актуально в том случае, если вы решили самостоятельно взяться за обустройство системы, не имея особого опыта. Чем проще устанавливается оборудование, тем больше вероятности, что вы успешно справитесь с этим делом;
- функциональность. Многие модели обладают дополнительными опциями. Например, очень удобным является наличие таймера, который включает и выключает прибор в заданное время. Еще более интересным вариантов являются встроенные датчики. Они анализируют уровень влажности, степень загрязненности воздуха и наличие задымленности. В случае необходимости корректировки микроклимата датчик автоматически запускает вентиляционное устройство. Таким образом, система работает не впустую, а только при необходимости. Это позволит значительно сэкономить потребление электроэнергии. Еще одной полезной функцией является наличие подсветки. В ночное время, например, гораздо удобнее ориентироваться по слабому источнику освещения, чем включать люстру и мучиться от рези в глазах.
Современные производители предоставляют огромный выбор вентиляционного оборудования на любой вкус и кошелек. Конечно, все оно зависит от электроэнергии, но это, пожалуй, единственный минус принудительной вентиляции. К тому же, если вы живете в многоквартирном доме, то обычно аварии на электросети устраняются довольно быстро. А если вы являетесь счастливым владельцем загородной резиденции, то запаситесь резервным генератором на случай форс-мажора.
- Производительность системы, обслуживающей до 4-х помещений.
- Размеры воздуховодов и воздухораспределительных решеток.
- Сопротивление воздухопроводной сети.
- Мощность калорифера и ориентировочные затраты на электроэнергию (при использовании электрического калорифера).
Если нужно подобрать модель с увлажнением, охлаждением или рекуперацией - воспользуйтесь калькулятором на сайте Breezart.
Пример расчета вентиляции с помощью калькулятора
На этом примере мы покажем, как рассчитать приточную вентиляцию для 3-х комнатной квартиры, в которой живет семья из трех человек (двое взрослых и ребенок). Днем к ним иногда приезжают родственники, поэтому в гостиной может длительное время находиться до 5 человек. Высота потолков квартиры — 2,8 метра. Параметры помещений:
Нормы расхода для спальни и детской зададим в соответствии с рекомендациями СНиП — по 60 м³/ч на человека. Для гостиной ограничимся 30 м³/ч, поскольку большое количество людей в этой комнате бывает нечасто. По СНиП такой расход воздуха допустим для помещений с естественным проветриванием (для проветривания можно открыть окно). Если бы мы и для гостиной задали расход воздуха 60 м³/ч на человека, то требуемая производительность для этого помещения составила бы 300 м³/ч. Стоимость электроэнергии для нагрева такого количества воздуха оказалась бы очень высокой, поэтому мы пошли на компромисс между комфортом и экономичностью. Для расчета воздухообмена по кратности для всех помещений выберем комфортный двукратный воздухообмен.
Магистральный воздуховод будет прямоугольным жестким, ответвления — гибкими шумоизолированными (такое сочетание типов воздуховодов не самое распространенное, но мы выбрали его в демонстрационных целях). Для дополнительной очистки приточного воздуха будет установлен угольно-пылевой фильтр тонкой очистки класса EU5 (расчет сопротивления сети будем вести при загрязненных фильтрах). Скорости воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума на решетках оставим равными рекомендуемым значениям, которые заданы по умолчанию.
Расчет начнем с составления схемы воздухораспределительной сети. Эта схема позволит нам определить длину воздуховодов и количество поворотов, которые могут быть как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости (нам нужно посчитать все повороты под прямым углом). Итак, наша схема:
Сопротивление воздухораспределительной сети равно сопротивлению самого длинного участка. Этот участок можно разделить на две части: магистральный воздуховод и самое длинное ответвление. Если у вас есть два ответвления примерно одинаковой длины, то нужно определить, какое из них имеет большее сопротивление. Для этого можно принять, что сопротивление одного поворота равно сопротивлению 2,5 метров воздуховода, тогда наибольшее сопротивление будет иметь ответвление, у которого значение (2,5* кол-во поворотов + длина воздуховода) максимально. Выделять из трассы две части необходимо для того, чтобы можно было задать разный тип воздуховодов и разную скорость воздуха для магистрального участка и ответвлений.
В нашей системе на всех ответвлениях установлены балансировочные дроссель-клапаны, позволяющие настроить расходы воздуха в каждом помещении в соответствии с проектом. Их сопротивление (в открытом состоянии) уже учтено, поскольку это стандартный элемент вентиляционной системы.
Длина магистрального воздуховода (от воздухозаборной решетки до ответвления в помещение № 1) — 15 метров, на этом участке есть 4 поворота под прямым углом. Длину приточной установки и воздушного фильтра можно не учитывать (их сопротивление будет учтено отдельно), а сопротивление шумоглушителя можно принять равным сопротивлению воздуховода той же длины, то есть просто посчитать его частью магистрального воздуховода. Длина самого длинного ответвления составляет 7 метров, на нем есть 3 поворота под прямым углом (один — в месте ответвления, один — в воздуховоде и один — в адаптере). Таким образом, мы задали все необходимые исходные данные и теперь можем приступать к расчетам (скриншот). Результаты расчета сведены в таблицы:
Результаты расчета по помещениямРезультаты расчета общих параметров
| Тип вентсистемы | Обычная | VAV |
| Производительность | 365 м³/ч | 243 м³/ч |
| Площадь сечения магистрального воздуховода | 253 см² | 169 см² |
| Рекомендуемые размеры магистрального воздуховода | 160x160 мм 90x315 мм 125x250 мм |
125x140 мм 90x200 мм 140x140 мм |
| Сопротивление воздухопроводной сети | 219 Па | 228 Па |
| Мощность калорифера | 5.40 кВт | 3.59 кВт |
| Рекомендуемая приточная установка | Breezart 550 Lux (в конфигурации на 550 м³/ч) |
Breezart 550 Lux (VAV) |
| Максимальная производительность рекомендованной ПУ |
438 м³/ч | 433 м³/ч |
| Мощность электрич. калорифера ПУ | 4.8 кВт | 4.8 кВт |
| Среднемесячные затраты на электроэнергию | 2698 рублей | 1619 рублей |
Расчет воздухопроводной сети
- Для каждого помещения (подраздел 1.2) рассчитывается производительность, определяется сечение воздуховода и подбирается подходящий воздуховод стандартного диаметра. По каталогу Арктос определяются размеры распределительных решеток с заданным уровнем шума (используются данные для серий АМН, АДН, АМР, АДР). Вы можете использовать и другие решетки с такими же размерами — в этом случае возможно незначительное изменение уровня шума и сопротивления сети. В нашем случае решетки для всех помещений оказались одинаковыми, поскольку при уровне шума в 25 дБ(А) допустимый расход воздуха через них составляет 180 м³/ч (решеток меньшего размера в этих сериях нет).
- Сумма расходов воздуха по всем трем помещениям дает нам общую производительность системы (подраздел 1.3). При использовании VAV-системы производительность системы будет на треть ниже за счет раздельной регулировки расхода воздуха в каждом помещении. Далее рассчитывается сечение магистрального воздуховода (в правой колонке — для VAV системы) и подбираются подходящие по размерам воздуховоды прямоугольного сечения (обычно дается несколько вариантов с разным соотношением размеров сторон). В конце раздела рассчитывается сопротивление воздухопроводной сети, которое получилось весьма большим — это связано с использованием в вентсистеме фильтра тонкой очистки, который имеет высокое сопротивление.
- Мы получили все необходимые данные для комплектации воздухораспределительной сети, за исключением размера магистрального воздуховода между ответвлениями 1 и 3 (в калькуляторе этот параметр не рассчитывается, поскольку конфигурация сети заранее неизвестна). Однако площадь сечение этого участка можно легко рассчитать вручную: из площади сечения магистрального воздуховода нужно вычесть площадь сечения ответвления №3. Получив площадь сечения воздуховода, его размер можно определить по .
Расчет мощности калорифера и выбор приточной установки
Рекомендуемая модель Breezart 550 Lux имеет программно настраиваемые параметры (производительность и мощность калорифера), поэтому в скобках указана производительность, которая должна быть выбрана при настройке ПУ. Можно заметить, что максимально возможная мощность калорифера этой ПУ на 11% ниже расчетного значения. Недостаток мощность будет заметен только при температуре наружного воздуха ниже -22°С, а это бывает не часто. В таких случаях приточная установка будет автоматически переключаться на меньшую скорость для поддержания заданной температуры на выходе (функция «Комфорт»).
В результатах расчета помимо требуемой производительности системы вентиляции указывается максимальная производительность ПУ при заданном сопротивлении сети. Если эта производительность оказывается заметно выше требуемого значения, можно воспользоваться возможностью программного ограничения максимальной производительности, которая доступна для всех вентустановок Breezart. Для VAV-системы максимальная производительность указывается для справки, поскольку регулировка ее производительности производится автоматически в процессе работы системы.
Расчет стоимости эксплуатации
В этом разделе рассчитывается стоимость электроэнергии, затрачиваемой на нагрев воздуха в холодный период года. Затраты для VAV-системы зависят от ее конфигурации и режима работы, поэтому принимаются равными среднему значению: 60% от затрат обычной системы вентиляции. В нашем случае можно сэкономить снижая расход воздуха ночью в гостиной, а днем — в спальне.
|
|
|
|
Задача вентиляционной системы жилого дома - вывод из помещений отработанных газов, излишков влаги и ввод чистого свежего воздуха. Чтобы воздухообмен в здании осуществлялся максимально эффективно, перед его обустройством выполняется расчет вентиляции индивидуально для каждой комнаты, подсобных помещений, подвала. Нормы расхода воздуха, методы вычислений берутся строго по СНиП.
Санитарные требования
Чтобы рассчитать объем воздуха для вентиляции, который она должна подавать в помещение и наоборот, удалять из него, нужно ознакомиться с требованиями СНиП 31−01−2003 и СП 60.13330.2012. Первым документом установлены санитарные требования к вентиляционным системам жилых зданий.
Для расчетов по СНиП берется два типа параметров: расход объема воздуха за единицу времени (куб. м/час) и часовая кратность (сколько раз на протяжении одного часа проходит полный цикл воздухообмена в комнате). Эти параметры зависят от предназначения помещения:
При выключенном оборудовании и отсутствии людей в помещении СНиП предусмотрено снижение нагрузки на вентиляцию. Например, часовая кратность снижается до коэффициента 0,2 в жилых комнатах и до 0,5 в технических помещениях. Исключением являются помещения, в которых установлено газовое оборудование. Согласно СНиП объем вытяжки должен быть равен объему притока.
Требования к вентиляции по СП 60.13330.2012 намного проще. Параметры необходимого воздухообмена зависят от количества человек, находящихся в помещении больше двух часов:
Несмотря на то что требования по нормативным документам несколько отличаются, они друг другу не противоречат. Предварительные расчеты выполняются согласно нормам СНиП. Полученные результаты сверяются с требованиями СП. При необходимости делается корректировка параметров.
Факторы, влияющие на качество воздухообмена
Качество работы вентиляционной системы зависит от загрязненности воздушной среды. В помещениях разного предназначения в воздухе могут быть сконцентрированы различные вредные компоненты:
- влажность;
- элементы отработанных газов;
- человеческие выделения (дыхание, пот и прочие);
- испарения вредных веществ;
- тепловая энергия от работающих установок.
На промышленных объектах возможно одновременное присутствие нескольких перечисленных загрязнений. Поэтому при расчете нагрузки вентиляции на таких объектах учитываются все факторы.
5 факторов при планировании и монтаже вентиляции. Что нужно учесть при подготовке вентиляции?
Назначение приточно-вытяжной вентиляции:
- очистка отработанного воздуха в помещении;
- удаление из воздушной среды вредных компонентов и лишней влаги;
- поглощение лишней тепловой энергии, урегулирование температурного режима;
- подача в помещение свежего воздуха, его охлаждение или подогрев.
Для выполнения перечисленных функций вентиляция должна иметь достаточную мощность. Поэтому перед тем как обустраивать воздухообмен необходимо сделать расчет параметров и правильно подобрать вентиляционное оборудование.
Формула помещения:
Lотс = 3600*F*Wо, где:
- F - общая площадь проемов (кв. м).
- Wо - средняя (параметр зависит от загрязненности воздуха и непосредственно от выполняемой операции).
Строго запрещено использовать способ рециркуляции на промышленных объектах, где в воздушной среде сконцентрированы вредные вещества 1−3 класса опасности, взрывоопасные компоненты.
Вытяжная система
Прежде чем осуществлять расчет вытяжной вентиляции стоит внимательно изучить требования нормативных документов. Согласно СНиП необходимое количество чистого воздуха зависит от человеческой активности:
- 20 куб. м./час - при малой активности;
- 40 куб. м./час - при средней;
- 60 куб. м./час - при высокой.
Далее, нужно учитывать количество людей, находящихся в одном помещении и объем здания. А также необходимо знать за один час. Для спальных помещений ее показатель равен 1 (однократный), для бытовых - 2 (двукратный), для кухни, туалета, ванной, кладовки - 3 (трехкратный).
Пример расчета системы вентиляции для бытовой комнаты площадью 20 кв. м, высотой потолка - 2,5 м, в которой постоянно находятся 2 человека со средней активностью:
- V = S х Н, где V - объем комнаты, S - площадь, Н - высота.
- V = 20 х 2,5 = 50 куб. м.
- Показатель кратности равен 2, средняя активность - 40 куб. м/ч на одного человека.
- Производительность вентиляции по кратности - V х 2 = 100 куб. м./ч.
- Производительность по активности людей - 40 х 2 = 80 куб. м./ч.
Как сделать вентиляцию в частном доме? Подбор и расчет. Вытяжка в доме. Воздуховод для вентиляции
Из полученных значений по двум вариантам расчета берется большее, то есть 100 м 3 /ч. Аналогично производится расчет системы вентиляции всего жилого дома.
Общеобменная вентиляция
Воздухообмен для общеобменных систем определяют в зависимости от способа удаления лишней тепловой энергии из помещения и разбавления отработанной воздушной среды, в которой содержатся вредные компоненты, чистым потоком воздуха до допускаемой нормативными документами концентрации.
Необходимый объем приточного воздуха для отведения избыточной тепловой энергии рассчитывается по формуле:
L 1 = Q изб. / C * R *(T уд. - T пр.), где
- Qизб (кДж/ч) - избыточный объем тепловой энергии.
- C (Дж/кг*К) - теплоемкость воздуха (постоянная величина = 1,2 Дж/кг*К).
- R (кг/м 3) - плотность воздуха.
- T уд. (ºС) - .
- T пр. (ºС) - температура свежего воздуха, забираемого с улицы.
Температура внешней среды зависит от времени года и географического расположения промышленного объекта. Температуру отработанной воздушной среды в цехе обычно принимают выше на 5 ºС от внешней температуры. Плотность воздуха равна 1,225 кг/куб.м.
Чтобы рассчитать вентиляцию в помещении нужно вычислить необходимый объем приточного воздуха, для сокращения концентрации вредных веществ в воздушной смеси до установленных норм. Этот параметр вычисляется по следующей формуле:
L = G/ G уд. - G пр., где
- G (мг/ч) - количество выделяемых вредных элементов.
- G уд. (мг/м 3) - концентрация вредных компонентов в удаляемом воздухе.
- G пр. (мг/м 3) - концентрация вредных компонентов в приточном воздухе.
Спроектировать и установить правильно можно любую вентиляционную систему, если подойти к делу грамотно, соблюдая все требования, установленные нормативной документацией.
Если в помещении душно, в ванной на стенах образовался грибок или наблюдаются прочие неприятные явления, значит, нужно срочно . Причины возникновения подобных проблем могут быть разными. Например, отсутствие микротрещин после герметичной установки пластиковых оконных конструкций полностью препятствует естественному вентилированию помещений. В этом случае нужно позаботиться об обустройстве принудительной вентиляции с вентилятором.
Еще одной причиной слабого поступления свежего потока и плохого выведения загрязненного воздуха, насыщенного углекислым газом, разными запахами или влагой, является засорение воздуховодов. Это приводит к образованию на стенах помещения грибка, который отрицательно влияет на человеческое здоровье и способен вызвать серьезные заболевания.
Но есть случаи, когда система вентиляции работает безупречно, а проблема с недостатком чистого воздуха остается. Это могут быть последствия неточных расчетов системы, неправильного проведения ее монтажа.
Самый простой способ обнаружения проблем с воздухообменом - проверка тяги. Достаточно просто поднести к вытяжному проему тонкую бумагу или горящую спичку (не рекомендуется применять второй вариант в помещениях с газовыми установками). Если бумажка или пламя наклоняются в сторону вытяжки, значит с тягой все в порядке. Если нет, есть проблемы с выведением загрязненного воздуха. Главные причины - воздуховоды засорились или были повреждены во время проведения ремонта.
Но выход есть из любой ситуации. Можно прочистить воздушные каналы, при необходимости добавить дополнительные элементы вентиляции, предварительно сделав расчеты согласно установленным нормам.
Проектирование вентиляции жилого, общественного или производственного здания проходит в несколько этапов. Воздухообмен определяется исходя из нормативных данных, используемого оборудования и индивидуальных пожеланий заказчика. Объем проекта зависит от типа здания: одноэтажный жилой дом или квартира рассчитываются быстро, с минимальным количеством формул, а для производственного объекта требуется серьёзная работа. Методика расчета вентиляции строго регламентирована, а исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП.
Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:
- Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
- Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
- Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
- Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.
Расчёт выбросов
Объём воздухообмена и интенсивность работы системы зависят от двух этих параметров:
- Нормы, требования и рекомендации, прописанные в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», а также другой, более узкоспециализированной нормативной документации.
- Фактические выбросы. Рассчитываются по специальным формулам для каждого источника, и приведены в таблице:
|
Тепловыделения, Дж |
||
| Двигатель электрический | N – мощность двигателя по номиналу, Вт;
K1 – загрузочный коэффициент 0,7-0,9 k2η - коэффициент работы в одно время 0,5-1. |
|
| Приборы освещения | ||
| Человек | n – расчётное число людей для этого помещения;
q – количество теплоты, которое выделяет организм одного человека. Зависит от температуры воздуха и интенсивности работы. |
|
| Поверхность бассейна | 
|
V – скорость движение воздуха над водной поверхностью, м/с;
Т – температура воды, 0 С F – площадь водного зеркала, м2 |
|
Влаговыделение, кг/ч |
||
| Водная поверхность, например бассейн | Р - коэффициент массоотдачи;
F-площадь поверхности испарения, м 2 ; Рн1, Рн2 - парциальные давления насыщенного водяного пара при определенной температуре воды и воздуха в помещении, Па; РБ – давление барометрическое. Па. |
|
| Мокрый пол | F - площадь мокрой поверхности пола, м 2 ;
t с, t м – температуры воздушных масс, замеренные по сухому/мокрому термометру, 0 С. |
|
Используя данные, полученные в результате вычисления вредных выделений, проектировщик продолжает рассчитывать параметры вентиляционной системы.
Вычисление воздухообмена
Специалисты используют две основные схемы:
- По укрупненным показателям. В данной методике не предусматриваются вредные выбросы, такие как тепло и вода. Условно назовем его «Способ №1».
- Метод с учётом избытков тепла и влаги. Условное название «Способ №2».
Способ №1
L=K ×V(м 3 /ч); L=Z ×n (м 3 /ч), где
K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час;
V – объём помещения, м 3 ;
Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения,
n – количество единиц измерения.
Подбор вентрешёток осуществляется по специальной таблице. При подборе также учитывается средняя скорость прохождение потока воздуха по каналу.
Способ №2
При расчёте учитывается ассимиляция тепла и влаги. Если в производственном или общественном здании избыток тепла, то используется формула:
где ΣQ - сумма тепловыделений от всех источников, Вт;
с – тепловая ёмкость воздуха, 1 кДж/(кг*К);
tyx – температура воздуха, направленного на вытяжку,°С;
tnp - температура воздуха, направленного на приточку,°С;
Температура воздуха, направленного на вытяжку:
где tp.3 – нормативная тем-ра в рабочей зоне, 0 С;
ψ- коэффициент увеличение температуры, зависящий от высоты измерения, равный 0,5-1,5 0 С/м;
Н – длина плеча от пола до середины вытяжки, м.
Когда технологический процесс предполагает выделение большого объема влаги, то используется другая формула:
где G – объём влаги, кг/ч;
dyx и dnp – содержание воды на один килограмм сухого воздуха приточки и вытяжки.
Существует несколько случаев, более подробно описанных в нормативной документации, когда требуемые воздухообмен определяется по кратности:
k – кратность смены воздуха в помещении, раз в час;
V - объём помещения, м 3 .
Расчёт сечения
Площадь поперечного сечения воздуховода измеряется в м 2 . Её можно посчитать по формуле:
где v – скорость воздушных масс внутри канала, м/с.
Различается для основных воздуховодов 6-12 м/с и боковых придатков не более 8 м/с. Квадратура влияет на пропускную способность канала, нагрузку на него, а также уровень шума и способ монтажа.
Расчёт потерь давления
Стенки воздуховода не гладкие, и внутренняя полость не заполнена вакуумом, поэтому часть энергии воздушных масс при движении теряется на преодоления этих сопротивлений. Величина потери рассчитывается по формуле:
где ג – сопротивление трению, определяется, как:
Формулы, приведенные выше, являются правильными для каналов круглого сечения. Если воздуховод квадратный или прямоугольный, то существует формула приведения к эквиваленту диаметра:
где a,b – размеры сторон канала, м.
Мощность напора и двигателя
Напор воздуха от лопастей H должен полностью компенсировать потери давления P, при этом создавая расчётное динамическое P д на выходе.
Мощность электрического двигателя вентилятора:
Подбор калорифера
Часто отопление интегрируется в систему вентиляции. Для этого используются калориферы, а также метод рециркуляции. Выбор устройства осуществляется по двум параметрам:
- Q в – предельный расход тепловой энергии, Вт/ч;
- F k – определение поверхности нагрева для калорифера.
Расчёт гравитационного давления
Применяется только для естественной системы вентилирования. С его помощью определяется её производительность без механического побуждения.
Подбор оборудования
По полученным данным о воздухообмене, форме и размере сечение воздуховодов и решёток, количестве энергии для обогрева подбирается основное оборудование, а также фитинги, дефлектор, переходники и другие сопутствующие детали. Вентиляторы подбираются с запасом мощности под пиковые периоды работы, воздуховоды с учетом агрессивности среды и объёмов вентилирования, а калориферы и рекуператоры - исходя из тепловых запросов системы.
Ошибки при проектировании
На этапе создания проекта нередко встречаются ошибки и недоработки. Это может быть , обратная или недостаточная тяга, задувание (верхние этажи многоэтажных жилых домов) и другие проблемы. Часть из них можно решить и после завершения монтажа, с помощью дополнительных установок.
Яркий пример низкоквалифицированного расчета - недостаточная тяга на вытяжке из производственного помещения без особо вредных выбросов. Допустим, вентканал заканчивается круглой шахтой, возвышающейся над крышей на 2 000 – 2 500 мм. Поднимать её выше не всегда возможно и целесообразно, и в подобных случаях используется принцип факельного выброса. В верхней части круглой вентшахты устанавливается наконечник с меньшим диаметром рабочего отверстия. Создаётся искусственное сужение сечения, которое влияет на скорость выброса газа в атмосферу - она многократно увеличивается.
Методика расчёта вентиляции позволяет получить качественную внутреннюю среду, правильно оценив негативные факторы, её ухудшающие. В компании «Мега.ру» работают профессиональные проектировщики инженерных систем любой сложности. Мы оказываем услуги на территории Москвы и соседних областей. Также компания успешно занимается удалённым сотрудничеством. Все способы связи указаны на странице , обращайтесь.
Вентиляция в помещении, особенно в жилом или промышленном, должна функционировать на 100 %. Конечно, многие могут сказать, что можно просто открыть окно или дверь, чтобы проветрить. Но этот вариант может сработать только летом или весной. А что же делать зимой, когда на улице холодно?
Необходимость вентиляции
Во-первых, сразу стоит отметить, что без свежего воздуха легкие человека начинают хуже функционировать. Возможно также появление самых различных заболеваний, которые с большим процентом вероятности перерастут в хронические. Во-вторых, если здание - это жилой дом, в котором находятся дети, то надобность в вентиляции возрастает еще сильнее, так как некоторые недуги, которые могут заразить ребенка, скорее всего, останутся у него на всю жизнь. Для того чтобы избежать таких проблем, лучше всего заняться обустройством вентиляции. Стоит рассмотреть несколько вариантов. К примеру, можно заняться расчетом приточной системы вентиляции и ее установкой. Также стоит добавить, что болезни - это далеко не все проблемы.
В комнате или здании, где нет постоянного обмена воздуха, вся мебель и стены будут покрываться налетом от любого вещества, которое распыляется в воздухе. Допустим, если это кухня, то все, что жарится, варится и т. д., даст свой осадок. Кроме этого страшным врагом является пыль. Даже чистящие средства, которые призваны убирать, все равно будут оставлять свой осадок, который негативно скажется на жильцах.
Вид системы вентиляции
Конечно, прежде чем приступить к проектированию, расчету системы вентиляции или ее установке необходимо определиться с типом сети, который лучше всего подойдет. В настоящее время различают три принципиально разных вида, основная разница между которыми в их функционировании.
Вторая группа - это вытяжная. Другими словами - это обычная вытяжка, которая чаще всего устанавливается в кухонных помещениях здания. Основная задача вентиляции - это вытяжка воздуха из комнаты наружу.
Рециркуляционная. Подобная система является, пожалуй, наиболее эффективной, так как она одновременно и выкачивает воздух из помещения, и в это же время подает свежий с улицы.
Единственный вопрос, который возникает у всех далее - это, как же работает система вентиляции, почему воздух перемещается в ту или иную сторону? Для этого используется два вида источника пробуждения воздушной массы. Они могут быть естественными или механическими, то есть искусственными. Чтобы обеспечить их нормальную работу, необходимо провести верный расчет системы вентиляции.
Общий расчет сети
Как уже говорилось выше, просто выбрать и установить определенный тип будет мало. Необходимо четко определить, сколько именно воздуха необходимо выводить из помещения и сколько нужно закачивать обратно. Специалисты называют это воздухообменом, который нужно вычислить. В зависимости от полученных данных при расчете системы вентиляции и необходимо отталкиваться при выборе типа устройства.
На сегодняшний день известно большое количество разнообразных методов расчета. Они нацелены на определение различных параметров. Для некоторых систем проводят расчеты, чтобы узнать, сколько нужно удалять теплого воздуха или же испарений. Некоторые осуществляются для того, чтобы узнать, сколько воздуха необходимо для разбавления загрязнений, если это промышленное здание. Однако минус всех этих способов - требование профессиональных знаний и умений.
Что же делать, если провести расчет системы вентиляции необходимо, но такого опыта нет? Самое первое, что рекомендуется сделать - это ознакомиться с различными нормативными документами, имеющимися у каждого государства или даже региона (ГОСТ, СНиП и т. д.) В этих бумагах имеются все показания, которым должен соответствовать любой тип системы.
Кратный расчет
Одним из примеров вентиляции может стать расчет по кратностям. Такой метод довольно сложный. Однако он вполне осуществим и даст хорошие результаты.
Первое, что необходимо понять - это то, что такое кратность. Подобный термин описывает то, сколько раз воздух в помещении сменился свежим за 1 час. Такой параметр зависит от двух составляющих - это специфика строения и его площадь. Для наглядной демонстрации, будет показан расчет по формуле для здания с однократным воздухообменом. Это говорит о том, что из помещения было выведено определенное количество воздуха и одновременно с этим введено свежего воздуха такое количество, которое соответствовало объему этого же здания.
Формула для вычисления используется такая: L = n * V.
Измерение осуществляется в кубометрах/час. V - это объем комнаты, а n - это значение кратности, которое берется из таблицы.
Если проводится расчет системы с несколькими комнатами, то в формуле нужно учитывать объем всего здания без стен. Другими словами, необходимо сначала вычислить объем каждой комнаты, после чего сложить все имеющиеся результаты, а итоговое значение подставить в формулу.
Вентиляция с механическим типом устройства
Расчет механической системы вентиляции, и ее установка должна проходить по определенному плану.
Первый этап - это определение числового значения воздухообмена. Нужно определить количество вещества, которое должно поступать внутрь строения, чтобы соответствовать требованиям.
Второй этап - это определение минимальных габаритов воздухопровода. Очень важно выбрать правильное сечение устройства, так как от этого зависят такие вещи, как чистота и свежесть поступаемого воздуха.
Третий этап - это выбор типажа системы для монтажа. Это важный момент.
Четвертый этап - и проектирование системы вентиляции. Важно четко составить план-схему, по которой будет проводиться монтаж.
Необходимость в механической вентиляции возникает только в том случае, если естественный приток не справляется. Любая из сетей рассчитывается на такие параметры, как свой объем воздуха и скорость этого потока. Для механических систем этот показатель может достигать 5 м 3 /ч.
К примеру, если необходимо обеспечить естественной вентиляцией площадь в 300 м 3 /ч, то понадобится с калибром 350 мм. Если монтируется механическая система, то объем можно уменьшить в 1,5-2 раза.
Вытяжная вентиляция
Расчет как и любой другой, должен начинаться с того, что определяется производительность. Единицы измерения этого параметра для сети - м 3 /ч.
Чтобы провести эффективный расчет, необходимо знать три вещи: высота и площадь комнат, основное предназначение каждого помещения, усредненное количество людей, который одновременно будут находиться в каждой комнате.
Для того чтобы начать проводить расчет системы вентиляции и кондиционирования воздуха этого типа, необходимо определиться с кратностью. Числовое значение этого параметра установлено СНиПом. Здесь важно знать, что параметр для жилого, коммерческого или промышленного помещения будет отличаться.
Если расчеты ведутся для бытового здания, то кратность равна 1. Если речь идет об установке вентиляции в административном строении, то показатель равен 2-3. Это зависит от некоторых других условий. Чтобы успешно провести расчет, нужно знать величину обмена по кратности, а также по количеству людей. Необходимо брать наибольшее значение расхода, чтобы определить требуемую мощность системы.
Чтобы узнать кратность обмена воздуха, необходимо умножить площадь помещения на его высоту, а после этого на значение кратности (1 для бытовых, 2-3 для других).
Для того чтобы провести расчет системы вентиляции и кондиционирования на человека, необходимо знать количество потребляемого воздуха одним человеком и умножить это значение на количество людей. В среднем при минимальной активности один человек потребляет около 20 м 3 /ч, при средней активности показатель возрастает до 40 м 3 /ч, при интенсивных физических нагрузках объем увеличивает до 60 м 3 /ч.
Акустический расчет системы вентиляции
Акустический расчет - это обязательная операция, которая прилагается к расчету любой системы вентилирования помещения. Подобная операция осуществляется для того, чтобы выполнить несколько конкретных задач:
- определить октавный спектр воздушного и структурного вентиляционного шума в расчетный точках;
- сопоставить имеющийся шум, с допустимым шумом по гигиеническим нормам;
- определить путь снижения шума.
Все расчеты необходимо проводить в строго установленных расчетных точках.
После того как были выбраны все мероприятия по строительно-акустическим нормам, которые призваны устранить излишний шум в помещении, проводится поверочный расчет всей системы в тех же точках, что были определены ранее. Однако сюда же нужно добавить эффективные значения, полученные в ходе этого мероприятия по снижению шума.
Для проведения вычислений нужны определенные исходные данные. Ими стали шумовые характеристики оборудования, которые назвали уровнями звуковой мощности (УЗМ). Для расчета используют среднегеометрические частоты в Гц. Если проводится ориентировочный расчет, то можно использовать корректировочные уровни шума в дБА.
Если говорить о расчетных точках, то они располагаются в местах обитания человека, а также в местах установки вентилятора.
Аэродинамический расчет системы вентиляции
Такой процесс расчета выполняется только после того как уже проведен расчет воздухообмена для строения, а также было принято решение о трассировки воздуховодов и каналов. Для того чтобы успешно провести эти вычисления, необходимо составить системы вентиляции, в которой обязательно нужно выделить такие части, как фасонные части всех воздуховодов.
Используя информацию и планы, нужно определить протяженность отдельных ветвей вентиляционной сети. Здесь важно понимать, что расчет такой системы может проводиться, чтобы решить две различных задачи - прямую или обратную. Цель проведения вычислений зависит именно от типа поставленной задачи:
- прямая - необходимо определить габариты сечений для всех участков системы, задав при этом определенный уровень расхода воздуха, который будет проходить через них;
- обратная - определить расход воздуха, задав определенное сечение для всех участков вентиляции.
Для того чтобы провести вычисления этого типа, необходимо разбить всю систему на несколько отдельных участков. Основная характеристика каждого выбранного фрагмента - это постоянный расход воздуха.
Программы для расчета
Так как проводить вычисления и строить схему вентиляции вручную - это очень трудоемкий и длительный процесс, были разработаны простые программы, которые способны сделать все действия самостоятельно. Рассмотрим несколько. Одна из таких программ расчета системы вентиляции - Vent-Clac. Чем она так хороша?
Подобная программа для расчетов и проектирования сетей считается одной из наиболее удобных и эффективных. Алгоритм работы этого приложения основывается на использовании формулы Альтшуля. Особенность программы в том, что она справляется хорошо как с расчетом вентиляции естественного типа, так и механического типа.
Так как ПО постоянно обновляется, стоит отметить, что последняя редакция приложения способно проводить и такие работы, как аэродинамические расчеты сопротивления всей системы вентиляции. Также может эффективно рассчитать другие дополнительные параметры, которые помогут в подборе предварительного оборудования. Для того чтобы провести эти вычисления, программе понадобятся такие данные, как расход воздуха в начале и в конце системы, а также длина основного воздуховода помещения.
Так как вручную рассчитывать все это долго и приходится разбивать вычисления на этапы, то данное приложение окажет существенную поддержку и сэкономит большое количество времени.
Санитарные нормы
Еще один вариант расчета вентиляции - по санитарным нормам. Подобные вычисления проводятся для общественных и административно-бытовых объектов. Чтобы осуществить правильные вычисления, необходимо знать среднее количество людей, которое постоянно будет находиться внутри здания. Если говорить о постоянных потребителях воздуха внутри, то им необходимо около 60 кубометров в час на одного. Но так как объекты общественного назначения посещают и временные лица, то и их тоже необходимо брать в расчет. Количество потребляемого воздуха на такого человека около 20 кубометров в час.
Если проводить все расчеты, опираясь на исходные данные из таблиц, то при получении конечных результатов станет четко видно, что количество воздуха, поступающего с улицы гораздо больше, чем потребляемого внутри здания. В таких ситуациях чаще всего прибегают к наиболее простому решению - вытяжки примерно на 195 кубометров в час. В большинстве случаев добавление такой сети создаст приемлемый баланс для существования всей системы вентиляции.
