Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Збалансований повітрообмін - основа гарного самопочуття та працездатності людей. Чи не так? Але для того, щоб створити комфортні умови в житлових та виробничих приміщеннях, важливо правильно виконати розрахунок повітроводів за швидкістю та витратою та забезпечити ефективний режим переміщення потоків повітря.

Далі ми розповімо, що потрібно для розрахунку повітроводів, які методи та прилади використовуються для вимірювання швидкості повітряного потоку.

Що таке повітропровід?

Повітропровід - основний елемент системи повітророзподілу.Є сукупністю металевих або пластикових труб, розміщених для забезпечення повітряного балансу. Принцип роботи повітроводу полягає в подачі та витяжці повітря за допомогою спеціальних вентиляторів.

  • форма (кругла або прямокутна);
  • площа перерізу;
  • жорсткість (гнучкі, напівгнучкі та жорсткі).

Від цих характеристик залежить продуктивність системи вентиляції та її функціональність загалом.

Вибирайте повітропровід з прямокутним перетином, якщо вам важливо зробити його непомітним. Такий повітропровід легко сховати на верхній поверхні шаф

Правильний підбір параметрів повітроводу з урахуванням усіх особливостей приміщення забезпечить його тривалу та ефективну роботу.

Алгоритм виконання розрахунків

При проектуванні, налаштуванні або модифікації вже діючої вентиляційної системи обов'язково виконуються розрахунки повітроводу. Це необхідно для того, щоб правильно визначити його параметри з урахуванням оптимальних характеристик продуктивності та шуму в актуальних умовах.

При виконанні розрахунків велике значення мають результати вимірів витрати та швидкості руху повітря в повітряному каналі.

Витрата повітря - обсяг повітряної маси, що надходить у систему вентиляції за одиницю часу. Як правило, цей показник вимірюється в м³/ч.

Швидкість руху - величина, яка показує, наскільки швидко повітря переміщається у системі вентиляції. Цей показник вимірюється в м/с.

Якщо відомі ці два показники, можна розрахувати площу круглих і прямокутних перерізів, а також тиск, необхідний для подолання локального опору або тертя.

Складаючи схему, потрібно вибрати кут зору того фасаду будівлі, який розташований в нижній частині планування. Повітроводи відображаються суцільними товстими лініями

Найчастіше використовується наступний алгоритм проведення обчислень:

    Складання аксонометричної схеми, в якій перераховуються всі елементи.
  1. На базі цієї схеми розраховується довжина кожного каналу.
  2. Вимірюється витрата повітря.
  3. Визначається швидкість потоку та тиск на кожній ділянці системи.
  4. Виконується розрахунок втрат на тертя.
  5. З використанням потрібного коефіцієнта виконується розрахунок втрат тиску при подоланні локального опору.

При виконанні розрахунків на кожній ділянці мережі повітророзподілу виходять різні результати. Всі дані потрібно зрівняти за допомогою діафрагм з гілкою найбільшого опору.

Обчислення площі перерізу та діаметра

Правильний розрахунок площі круглих та прямокутних перерізів дуже важливий. Невідповідний розмір перерізу не дозволить забезпечити потрібний повітряний баланс.

Занадто великий повітропровід займе багато місця та зменшить ефективну площу приміщення. Якщо вибрати занадто маленький розмір каналів, з'являться протяги, оскільки збільшиться тиск потоку.

Для того, щоб розрахувати необхідну площу перерізу (S), потрібно знати значення витрати та швидкості руху повітря.

Для обчислень використовується така формула:

S=L/3600V,

при цьому L - витрата повітря (м³/год), а V - його швидкість (м/с);

Використовуючи таку формулу, можна порахувати діаметр повітроводу (D):

D=1000√(4S/π), де

S - площа перерізу (м²);

π - 3,14.

Якщо планується встановлення прямокутних, а не круглих повітроводів, замість діаметра визначають необхідну довжину/ширину повітряного каналу.

Усі отримані значення зіставляють зі стандартами ГОСТ і вибирають вироби, найбільш близькі за діаметром або площею перерізу

При виборі такого повітроводу до уваги береться приблизний перетин. Використовується принцип ab ≈ S, де a - довжина, b - ширина, а S - площа перерізу.

Згідно з нормативами, співвідношення ширини і довжини не повинно бути вищим 1:3. Також слід користуватися таблицею типових розмірів, яку надає завод-виробник.

Найчастіше зустрічаються такі розміри прямокутних каналів: мінімальні габарити - 0,1 м х 0,15 м, максимальні - 2 м х 2 м. Перевага круглих повітроводів у тому, що вони відрізняються меншим опором і, відповідно, створюють менше шуму під час роботи.

Розрахунок втрати тиску на опір

У міру просування повітря по магістралі створюється опір. Для його подолання вентилятор припливної установки створює тиск, який вимірюють у Паскалях (Па).

Втрату тиску можна знизити, збільшивши перетин повітроводу. При цьому може бути забезпечено приблизно однакову швидкість потоку в мережі

Для того, щоб підібрати відповідну припливну установку з вентилятором потрібної продуктивності, необхідно розрахувати втрату тиску на подолання локального опору.

Застосовується ця формула:

P=RL+EiV2Y/2, де

R - питома втрата тиску на тертя на певній ділянці повітроводу;

L - довжина ділянки (м);

Еi - сумарний коефіцієнт локальної втрати;

V - швидкість повітря (м/с);

Y - щільність повітря (кг/м3).

Значення R визначаються за нормативами. Також цей показник можна розрахувати.

Якщо перетин повітроводу кругле, втрати тиску на тертя (R) розраховуються наступним чином:

R=(XD/В)(VVY)/2g, де

X - коеф. опору тертя;

L - довжина (м);

D - діаметр (м);

V - швидкість повітря (м/с), а Y - його щільність (кг/м³);

g - 9,8 м/с².

Якщо ж перетин не круглий, а прямокутний, у формулу необхідно підставити альтернативний діаметр, рівний D=2АВ/(А + В), де А і В - сторони.

Програмне забезпечення для виконання розрахунків

Всі розрахунки можна виконувати вручну, але зручніше та швидше скористатися спеціалізованими програмами.

За допомогою таких програм можна не тільки точно виконати необхідні обчислення, а й підготувати креслення.

При необхідності виконання розрахунків можна скористатися спеціальним програмним забезпеченням. Це виключить можливі помилки, які можуть зіграти фатальну роль у процесі експлуатації.У програму вводяться первинні значення і вже за кілька секунд можна отримати точні результати обчислень.

Vent-Calc - функціональний додаток для розрахунку повітроводів. Для обчислень використовуються значення витрати та швидкості повітря, а також температури.

MagiCAD - виконує всі види обчислень для інженерних мереж, зображення представлені у 2D та 3D форматах.

GIDRV - програма для розрахунків усіх параметрів повітроводів. Передбачена можливість підбору будь-яких комбінацій параметрів для досягнення найкращих показників роботи.

Ducter 2.5 - утиліта, що точно обчислює діаметри перерізів повітроводів. Ідеально підходить для підбору їх типів.

Креслення, що складаються в даних програмах, дозволяють більш точно побачити схему розташування всіх компонентів системи та забезпечити їх найбільш ефективну роботу.

Вимірювання швидкості та витрати повітря

При виконанні вимірювань важливо правильно підібрати прилади та методики, а також дотримуватися процедур виконання замірів.

Прилади для вимірювання

Найчастіше застосовуються такі види контрольно-вимірювальних приладів:

  • ультразвуковий ЗD анемометр - виконує вимірювання на основі зміни частоти звуку між заданими точками;
  • трубка Піто - фіксує різницю між статичним та повним тиском;
  • термоанемометр - визначає швидкість потоку на основі швидкості зниження температури сенсора.
  • крильчатий анемометр - виконує вимірювання на основі зміни швидкості обертання крильчатки.
  • болометр - визначає витрату повітря за рахунок концентрації потоку в точці виміру, переріз при цьому встановлюється заздалегідь.

Багато приладів у цьому списку досить дорогі та рідкісні. Їх можна орендувати та провести виміри самостійно, але краще викликати досвідченого інженера-наладчика, який знає всі нюанси виконання вимірювальних робіт.

Трубка Піто застосовується в комплекті із датчиками. Це простий у використанні пристрій. Трубка виводиться відкритим кінцем назустріч потоку повітря, а інший її кінець приєднується до манометра

Вимірювання швидкості необхідно не тільки для виконання розрахунків, але також для контролю гігієнічних параметрів повітря в приміщенні. Протягом деякого проміжку часу неминуче відбувається забруднення вентиляційних каналів та повітроводів.

У таких випадках з'єднання можуть розгерметизуватися, продуктивність обладнання знижується. Крім того, виміри необхідні при плановому обслуговуванні, чищенні та ремонті системи вентиляції.

При виконанні вимірювань потрібно дотримуватись ряду правил. По-перше, швидкість повітря регламентується будівельними нормами та стандартами. Необхідно орієнтуватися ці значення.

Допускаються невеликі відхилення цих параметрів за наявності особливих технічних причин. Наприклад, при встановленні обладнання, виконанні ремонтних робіт і т.д.

По-друге, при виконанні вимірів необхідно враховувати також норми супутніх факторів – рівні шуму та вібрації, які вказані в регламентуючих документах.

Перевищення цих норм говорить про недоліки системи вентиляції. Швидкість повітря не повинна впливати на ці показники.

Методи виконання вимірів витрат повітря

На етапі пусконалагодження обов'язково потрібно виконати виміри об'ємної витрати повітря в системі вентиляції та кондиціювання. Це забезпечить можливість якісного налаштування системи та її безперебійної роботи.

Такі виміри виконуються безпосередньо у повітроводі або на вхідній решітці. Існує кілька нескладних методик.

Вимірювання на стельових дифузорах

Найчастіше для вимірів за цією методикою застосовується болометр. Необхідно закрити дифузор, а верхній конфузор прикласти до стелі. Потрібно виміряти як загальний обсяг витяжки повітря з приміщення, так і припливний потік.

Болометр відрізняється високою точністю за рахунок того, що вбудований у нього випрямляч потоку знижує ймовірність похибки. Незважаючи на те, що прилад виглядає громіздко, він досить легкий – його вага не більше 3 кг.

У деяких джерелах для вимірювання рекомендується використовувати зонд, вставляючи його в проміжок між ламелями дифузора для отримання усередненого результату.

Цей підхід неефективний з двох причин:

    Турбулентність потоків дуже висока, тому реальну витрату побачити не можна.
  1. Неможливо виставити зонд прямо відповідно до потоку. Результати вимірювань у будь-якому випадку будуть спотворені.

Таким чином, не варто витрачати свій час на зайві маніпуляції із зондом. Є куди простіші та точніші способи вимірів.

Є ще один спосіб виконання вимірювань за цією методикою. Він передбачає наявність прямої ділянки та рівномірного потоку. Виміри виконуються через попередньо виконані отвори.

Цей спосіб відрізняється високою точністю, але для його реалізації не завжди є умови. Не скрізь є прямі ділянки, іноді неможливо підготувати два отвори для вимірювання. А ще, для реалізації цього способу потрібно кілька осіб: одна повинна виконувати виміри, друга - тримати драбину і таке інше.

Зважаючи на все вищесказане, якщо потрібно отримати швидкий і точний результат, не докладаючи зайвих зусиль - скористайтеся болометром.

Заміри на вентиляційній решітці

Для виконання контрольно-вимірювальних операцій за цією методикою застосовується термоанемометр з крильчаткою від 60 до 100 мм у діаметрі. Крильчатка повинна бути порівнянна з габаритами ґрат.

Термоанемометр - багатофункціональний прилад, який може застосовуватися не тільки для вимірювання швидкості повітря, але і для вимірювання інших параметрів. Такий пристрій буде дуже корисним у будинку. Купуючи термоанемометр, краще зупинитись на приладі, в якому є функція аналізу та документування даних.

Це метод передбачає високу точність результатів, а кількість вимірів, що виконуються, при цьому мінімально. Для того, щоб забезпечити доступ до важкодоступних місць, можна використовувати спеціальний подовжувач або телескопічний зонд.

Вимірювання в повітроводі

Для виконання вимірів використовується спеціально зроблений робочий отвір у стінці каналу повітроводу.

Важливо дотримуватися наступних умов:

  • розмір перерізу цього отвору повинен точно відповідати диметру зонда;
  • місце для вимірів потрібно підбирати ретельно. Отвір свердлиться тільки на прямій ділянці, довжина якого повинна становити не менше 5 діаметрів повітроводу. Розташовувати отвір треба так, щоб відстань до нього дорівнювала 3 діаметрам, а після нього - 2 діаметрам труби.

У разі виконання вимірювань усередині повітроводу, потрібно використовувати прилад з крильчаткою діаметром від 16 до 25 мм. Якщо повітропровід розташовується високо, на допомогу прийде телескопічний зонд або подовжувач.

Правила використання вимірювальних пристроїв

При вимірюванні швидкості потоку повітря та його витрати в системі вентиляції та кондиціонування потрібен правильний підбір приладів та дотримання наступних правил їх експлуатації.

Це дозволить отримати точні результати розрахунку повітроводу, а також скласти об'єктивну картину системи вентиляції.

Щоб зафіксувати середні показники витрати, потрібно виконати кілька вимірів. Їхня кількість залежить від діаметра труби або від розміру сторін, якщо канал прямокутної форми

Дотримуйтесь режиму температур, зазначеного в паспорті приладу. Також слідкуйте за положенням сенсора зонда. Він повинен бути завжди орієнтований точно назустріч потоку повітря.

Якщо не дотримуватись цього правила, результати вимірювань будуть спотворені. Чим більше буде відхилення сенсора від ідеального становища, тим вищою буде похибка.

Висновки та корисне відео за темою

Облаштування вентиляції будинку:

Про те, як відбувається вимірювання об'ємного повітря на вентиляційних решітках, можна дізнатися з наступного відеоролика:

Таким чином, дуже важливо дотримуватись правил виконання вимірювань, адже найменша похибка може вплинути на результати обчислень.

Правильні розрахунки повітроводу дозволять підібрати його оптимальну конфігурацію та необхідні комплектуючі, а отже, буде забезпечено безперебійне та продуктивне функціонування вентиляції.

Якщо у вас виникли питання або можете доповнити матеріал цінними відомостями, будь ласка, залишайте свої коментарі, ділитесь досвідом. Блок зв'язку розташований під статтею.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Вентиляція