Расчёт вентиляции

Выбор приточной установки

Для выбора приточной установки нам потребуются значения трех параметров: общей производительности, мощности калорифера и сопротивления воздухопроводной сети. Производительность и мощность калорифера мы уже рассчитали. Сопротивление сети можно найти с помощью Калькулятора или, при ручном расчете, принять равным типовому значению (см. раздел Расчет сопротивления сети).

Для выбора подходящей модели нам нужно отобрать вентустановки, максимальная производительность которых несколько больше расчетного значения. После этого по вентиляционной характеристике мы определяем производительность системы при заданном сопротивлении сети. Если полученное значение будет несколько выше требуемой производительности вентиляционной системы, то выбранная модель нам подходит.

Для примера проверим, подойдет ли вентустановка с приведенной на рисунке вентхарактеристикой для коттеджа площадью 200 м².

Расчетное значение производительности — 450 м³/ч. Сопротивление сети примем равным 120 Па. Для определения фактической производительности мы должны провести горизонтальную линию от значения 120 Па, после чего от точки ее пересечения с графиком провести вниз вертикальную линию. Точка пересечения этой линии с осью «Производительность» и даст нам искомое значение — около 480 м³/ч, что немного больше расчетного значения. Таким образом, эта модель нам подходит.

Заметим, что многие современные вентиляторы имеют пологие вентхарактеристики. Это означает, что возможные ошибки в определении сопротивления сети почти не влияют на фактическую производительность системы вентиляции. Если бы мы в нашем примере ошиблись при определении сопротивления воздухопроводной сети на 50 Па (то есть фактическое сопротивление сети было бы не 120, а 180 Па), производительность системы упала бы всего на 20 м³/ч до 460 м³/ч, что не повлияло бы на результат нашего выбора.

После выбора приточной установки (или вентилятора, если используется наборная система) может оказаться, что ее фактическая производительность заметно больше расчетной, а предыдущая модель приточной установки не подходит, поскольку ее производительности недостаточно. В этом случае у нас есть несколько вариантов:

Оставить все как есть, при этом фактическая производительность вентиляции будет выше расчетной. Это приведет к повышенному расходу энергии, затрачиваемой на нагрев воздуха в холодное время года.
«Задушить» вентустановку с помощью балансировочных дроссель-клапанов, закрывая их до тех пор, пока расход воздуха в каждом помещении не снизится до расчетного уровня. Это также приведет к перерасходу энергии (хотя и не такому большому, как в первом варианте), поскольку вентилятор будет работать с избыточной нагрузкой, преодолевая повышенное сопротивление сети.
Не включать максимальную скорость. Это поможет в том случае, если вентустановка имеет 5–8 скоростей вентилятора (или плавную регулировку скорости). Однако большинство бюджетных вентустановок имеет только 3-х ступенчатую регулировку скорости, что, скорее всего, не позволит точно подобрать нужную производительность.
Снизить максимальную производительность приточной установки точно до заданного уровня. Это возможно в том случае, если автоматика вентустановки позволяет настраивать максимальную скорость вращения вентилятора.

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ ТРУБЕ

Помимо высоты трубы также производится расчет потерь давления, происходящих в воздуховоде. Для расчета используется сразу несколько формул:

Комментариев:

Расчет размера воздуховодов
Соответствие площади и расхода
Вычисления для калорифера
Расчет естественной канальной системы

Чтобы вентиляционная система в доме работала эффективно, необходимо во время ее проектирования произвести расчеты. Это позволит не только использовать оборудование с оптимальной мощностью, но и сэкономить на системе, полностью сохранив все требуемые параметры. Проводится согласно определенным параметрам, при этом для естественной и принудительной систем используют совершенно различные формулы

Отдельно внимание следует уделять тому, что принудительная система требуется не всегда. Например, для городской квартиры вполне достаточно естественного воздухообмена, но при соблюдении определенных требований и норм

Расчет приточно вытяжной вентиляции

После того, как были определены потребности в свежем воздухе и производительность вентсистемы, переходите к проекту распределения воздуха по квартире или зданию. Состоит она из: воздуховода, разнообразных фасонных изделий, распределителей воздуха (решеток) и дроссель — клапанов. Перед тем, как рассчитать вентиляцию, нужно начертить схему будущего воздуховода таким образом, чтобы длина его была минимальной, а производительность достаточной.

Выберите, какое сечение воздуховода будет для вас более оптимальным — круглое или прямоугольное. У первого меньше высота, что позволяет экономить запотолочное пространство, а второй более прост в монтаже. Нужно учесть, что скорость воздушного потока должна ограничиваться 3-4 метрами в секунду. Если она будет больше — возникнет сильный шум.

Требуемую расчетную площадь сечения у воздуховода рассчитывают так:

Sc (площадь сечения) = L (расходу воздуха) помноженному на 2.778 (общепринятый коэффициент разных размерностей) и разделенному на V (скорость прохождения воздуха по воздуховоду).

Результат получится в сантиметрах квадратных для большего удобства.

У круглых воздухоотводов она считается так- S = tt умножить на D / 400

У прямоугольных S= A умножить на B /100.

S фактическая площадь, D диаметр,A и B ширина и высота.

Считать эти показатели нужно для каждой ветки воздуховода. Для бытовых инженерных сетей выбирают круглые воздухоотводы от 100 до 250 мм, если ваш выбор — прямоугольные изделия, их диаметр должен быть полностью эквивалентным.

Как выбрать калорифер

Определяющими позициями, влияющими на выбор калорифера по виду и мощности, должны быть:

назначение помещения, в котором он будет установлен
количество людей и оборудования, постоянно пребывающих в этом помещении
температура на входе и выходе
мощность приточно-вытяжной вентиляции для обновления воздуха от одного раза в час и выше (жилые помещения, офисы, производственные цеха)
возможность подключения к центральным системам (отопления, энергоснабжения, газификации)
доступность процесса установки
габариты и поверхность нагрева
энергетическая эффективность
лёгкая регулировка температурных режимов
экономичность эксплуатации

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Важно: Предусмотреть защитные меры от перегрева калорифера при интенсивной эксплуатации в холодный сезон. https://www.youtube.com/embed/yHb5MmtB_pg

Расчёт мощности калорифера для приточной вентиляции — область специфических и узкоспециализированных знаний, поэтому его лучше доверить специалистам, чьи услуги предоставляет и наша компания.

Можно воспользоваться для этих целей и пошаговыми инструкциями, предлагаемыми разными ресурсами в интернете. В этом случае понадобится ряд вводных данных, от объёма и точности которых будет зависеть результат. Элементарный расчёт можно сделать, перемножив расход воздуха (м³/час) на коэффициент теплопередачи (КТП), а затем, умножив полученное произведение на разницу t⁰ на выходе и входе устройства.В расчёте мощности можно поупражняться с формулой Q = 0,278∙C∙G∙(T1-T2), где:

Q – искомая мощность
T1-T2 — разница температур
G — массовый расход тепла
С — теплоёмкость атмосферного воздуха

Попутно придётся вычислить массовый расход и определить теплоёмкость атмосферного воздуха. Не менее сложен и расчёт гладкой теплопередающей поверхности теплообменника, тем более, если она оребрена.

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Важно: Большинство отечественных производителей сопровождают свою продукцию технической информацией, в которой есть сведения и о мощности, и об её запасе в разных условиях эксплуатации, и о площади теплопередающей поверхности и общем КПД устройства

Другой способ определения мощности устройства

Рассчитать мощность вентилятора можно по другому принципу. Показатель кратности остается без изменений, а вместо объема берется количество людей, находящихся в помещении. Формула расчета очень проста: L = N x Lн. Значения в этой формуле:

L – искомая мощность вентилятора;
N – количество народа в помещении;
Lн – нормативный расход воздуха на человека.

Нормативный расход воздуха зависит от вида деятельности человека и измеряется в м³. Средние значения его таковы:

Не стоит брать вытяжку с намного большей мощностью вентилятора, чем была рассчитана, так как она будет создавать больше шума.

Выбор вентилятора нужно осуществлять не только по его мощности, но и по типу исполнения этого агрегата. Для работы в условиях чистого воздуха при температуре ниже 80°С принято устанавливать вытяжные вентиляторы в обычном исполнении. Для удаления из помещения воздуха с температурой выше этого значения следует устанавливать вентилятор в термостойком исполнении. В условиях агрессивной и взрывоопасной среды лучше использовать устройство в специальном антикоррозийном варианте. Его узлы и детали не вступают ни в какие реакции с окружающей средой.

Для удаления загрязненного воздуха из ванной комнаты рекомендуется использование брызгозащищенного вытяжного вентилятора. Он не позволяет влаге попадать в воздуховод и защищает устройство и электрическую сеть от короткого замыкания.

Оборудование жилых и производственных помещений вытяжной вентиляцией – обязательное условие для обеспечения комфортных условий пребывания людей. Вентиляторов для этой цели существует много видов. Они имеют различные размеры, мощность, возможности. Правильный их выбор – залог здоровья и длительного срока службы предметов обстановки в помещении.

Расчет количества диффузоров

Расчет системы вентиляции начинается с определения производительности по воздуху (воздухообмена), измеряемой в кубометрах в час. Для расчетов нам потребуется план объекта, где указаны наименования (назначения) и площади всех помещений.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsen-GB

свежий воздух подается в жилые помещения, оттуда он (уже частично загрязненный) попадает в коридор, из коридора — в санузлы и на кухню, откуда удаляется через вытяжную вентиляцию, унося с собой неприятные запахи и загрязнители. Такая схема движения воздуха обеспечивает воздушный подпор «грязных» помещений, исключая возможность распространения неприятных запахов по квартире или коттеджу.

Для каждого жилого помещения определяется количество подаваемого воздуха. Расчет обычно ведется в соответствии со СНиП 41-01-2003и МГСН 3.01.01. Поскольку СНиП задает более жесткие требования, то в расчетах мы будем ориентироваться на этот документ. В нем говорится, что для жилых помещений без естественного проветривания (то есть там, где окна не открывают) расход воздуха должен составлять не менее 60 м³/ч на человека.

После расчета воздухообмена по людям нам нужно рассчитать воздухообмен по кратности (этот параметр показывает, сколько раз в течение одного часа в помещении происходит полная смена воздуха). Чтобы воздух в помещении не застаивался, нужно обеспечить хотя бы однократный воздухообмен.

Таким образом, для определения требуемого расхода воздуха нам нужно рассчитать два значения воздухообмена: по количеству людейи по кратности и, после чего выбрать большее из этих двух значений:

Расчет воздухообмена по количеству людей:
L = N * Lnorm, где

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

N — количество людей;

Lnorm — норма расхода воздуха на одного человека:
- в состоянии покоя (сна) — 30 м³/ч;
- типовое значение (по СНиП) — 60 м³/ч;
Расчет воздухообмена по кратности:
L = n * S * H, где

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

n — нормируемая кратность воздухообмена:

для жилых помещений – от 1 до 2, для офисов – от 2 до 3;

S — площадь помещения, м²;

H — высота помещения, м;

Рассчитав необходимый воздухообмен для каждого обслуживаемого помещения, и сложив полученные значения, мы узнаем общую производительность системы вентиляции. Для справки типовые значения производительности вентиляционных систем:

Для отдельных комнат и квартир — от 100 до 500 м³/ч;
Для коттеджей — от 500 до 2000 м³/ч;
Для офисов — от 1000 до 10000 м³/ч.

L = n * S * Н, где:

L — необходимая производительность м3/ч;
n — кратность воздухообмена;
S — площадь помещения;
Н — высота помещения, м.

L = N * Lнорм, где:

L — производительность м3/ч;
N — число людей в помещении;
Lн — нормативный показатель потребления воздуха на одного человека составляющий:
- при отдыхе — 20 м3/ч;
- при офисной работе — 40 м3/ч;
- при активной работе — 60 м3/ч.

Активность людей в помещении:

Спокойное состояниеУмеренная деятельностьАктивная деятельность

Бытовые помещения	Кратность воздухообмена
Жилая комната (в квартире или общежитии)	3 м.куб./ч на 1 м.кв. жилых помещений
Кухня квартиры или общежития	6-8
Ванная комната	7-9
Душевая	7-9
Туалет	8-10
Прачечная (бытовая)	7
Гардеробная комната	1,5
Кладовая	1
Гараж	4-8
Погрем	4-6
Промышленные помещения и помещения большого объема	Кратность воздухообмена
Театр, кинозал, конференц-зал	20-40 м.куб. на чел.
Офисное помещение	5-7
Банк	2-4
Ресторан	8-10
Бар, кафе, пивной зал, бильярдная	9-11
Кухонное помещение в кафе, ресторане	10-15
Универсальный магазин	1,5-3
Аптека (торговый зал)	3
Гараж и авторемонтная мастерская	6-8
Туалет (общественный)	10-12 (или 100 м.куб. на 1 унитаз)
Танцевальный зал, дискотека	8-10
Комната для курения	10
Серверная	5-10
Спортивный зал	Не менее 80 м.куб. на 1 занимающегося и не менее 20 м.куб. на 1 зрителя
Парикмахерская (до 5 рабочих мест)	2
Парикмахерская (более 5 рабочих мест)	3
Склад	1-2
Прачечная	10-13
Бассейн	10-20
Промышленный красильный цех	25-40
Механическая мастерская	3-5
Школьный класс	3-8

L — производительность м3/ч;N — число людей в помещении;Lн — нормативный показатель потребления воздуха на одного человека составляющий:при отдыхе — 20 м3/ч;при офисной работе — 40 м3/ч;при активной работе — 60 м3/ч.

N = L / ( 2820 * V * d * d ), где

N — количество диффузоров, шт;L — расход воздуха, м3/час;V — скорость движения воздуха, м/сек;d — диаметр диффузора, м.

N — количество решеток;L — расход воздуха, м3/час;V — скорость движения воздуха, м/сек;S — площадь живого сечения решетки, м2.

Как рассчитать площадь воздуховода различных типов сечений?

Расчёт квадратуры воздуховодов разных сечений имеет свои особенности, так как расход воздуха у них будет значительно отличаться даже при одинаковых параметрах скорости перемещения воздушных масс и площади. Кроме того, при расчёте вентиляционных сетей большой протяжённости и/или разветвленности учитывается влажность и температура воздуха (если она превышает +20°С). А также аэродинамическое сопротивление воздуховодов и фасонных изделий, зависящее от формы и материала изготовления (различные коэффициенты трения). Учёт этих параметров выражается в использовании различных поправочных коэффициентов в расчётных формулах.

Расчёт квадратуры производится по двум параметрам, взятым из нормативов (фактически эти параметры описывают кратность воздухообмена):

расход воздуха – R (м³/час);
скорость воздушного потока – V (м/с).

Формула площади воздуховодов оперирует параметрами расхода воздуха, взятыми из нормативов:

S = R/k × V, где

K – коэффициент, равный 3600.

Существуют альтернативные формулы, оперирующие другими коэффициентами, к примеру:

S = R × 2,778/V.

При использовании воздуховодов большого сечения существенно снижается уровень шума воздушных потоков и затраты электроэнергии на их перемещение. Однако материалоёмкость таких конструкций значительно выше, что увеличивает их первоначальную стоимость.

Круглый воздуховод декоративного типа на подвесных держателях

Значительное влияние на эффективность перемещение воздушных потоков оказывает форма сечения. В прямоугольных воздуховодах воздушный поток получает большее сопротивление. Однако прямоугольная форма более удобна для монтажа, особенно при недостатке места, и может размещаться впритык к основным строительным конструкциям. Круглые воздуховоды имеют лучшую аэродинамичность, но не всегда вписываются в интерьер. А изделия с высокими эстетическими показателями имеют гораздо большую стоимость

Учитывая приведённые факты, в качестве альтернативы рекомендуется обратить внимание на овальные воздуховоды, сочетающее в себе эргономичность и эффективность

Вентиляционные каналы на предприятии

Как посчитать площадь круглого воздуховода?

Для расчёта диаметра круглого вентканала используется нормативная площадь сечения:

Фактическую площадь получают из формулы:

Как рассчитать площадь воздуховода прямоугольного сечения?

Для прямоугольных коробов используются те же формулы, что и для круглых. Длину сторон вычисляют по формуле:

Dп – диагональ прямоугольника, вписанного в круг (фактически эквивалентный диаметр круга);

a, b – стороны.

Фактическая площадь узнаётся из формулы:

Также для вычисления основных параметров проектировщики используют таблицы.

Таблица основных параметров площади и формы сечений

Расчёт площади овального воздуховода

Диаметры овального воздуховода вычисляются по его площади. Используются следующие формулы:

Диаметр:

Р – периметр окружности овалоида,

Площадь овального воздуховода вычисляется по формуле:

a, b – большой и малый диаметр овала, соответственно.

Овальные воздушные каналы сочетают в себе преимущества прямоугольных и круглых

Программы для расчета вентиляции

Выше приведены достаточно грубые расчеты. Уточнение характеристик – это сложные математические вычисления. Чтобы упростить задачу проектировщиков, созданы компьютерные программы:

VentCalc V.2. Программа создает образ вентиляционной сети и вычисляет ее аэродинамическое сопротивление по нескольким начальным параметрам. Проект потребует только небольших доработок.
«Поток». Программа используется для гидравлического расчета систем с калориферами.
VSV. Программа поможет произвести аэродинамический расчет вентиляции, аспирации и пневмотранспорта.
RTI. Алгоритм для расчета теплопотерь с учетом инфильтрации.
KALOR. Программа используется для расчета теплообменников, типовых приточных камер.
BOLER. Программа предназначена для расчета бойлеров различного типа.
STOL. Система поможет определить необходимый воздухообмен на предприятиях общепита и выбрать режим работы кондиционера.

Грамотно выполнить расчет и проектирование системы вентиляции самостоятельно очень сложно. Даже проект для небольшого частного дома требует определенных знаний и практических навыков. Чтобы условия пребывания в помещении были комфортными, разработку схемы и ее монтаж лучше доверить специалистам.

Онлайн-калькулятор расчета системы вентиляции

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.

Методика расчета количества диффузоров

N = L / ( 2820 * V * d * d ), где

N — количество диффузоров, шт; L — расход воздуха, м3/час; V — скорость движения воздуха, м/сек; d — диаметр диффузора, м.

Методика расчета количества решеток

N = L / ( 3600 * V * S ), где

N— количество решеток; L — расход воздуха, м3/час; V — скорость движения воздуха, м/сек; S — площадь живого сечения решетки, м2.

Сечение воздуховода

В расчет вентиляции входит определение сечения воздуховодов. Этот параметр определяется по следующим данным: требуемый объем притока и максимально разрешенная скорость в воздуховоде. Слишком маленькое сечение трассы приведет к повышению скорости движения воздушных масс, что увеличит аэродинамическую вибрацию и расходы на электроэнергию. К сожалению, устанавливать низкоскоростные воздушные каналы большого сечения с низким уровнем шума получается не всегда, так как их тяжело скрыть в запотолочном пространстве.

Для экономии места рекомендуется монтировать прямоугольные каналы, которые при одинаковой площади сечения отличаются от круглых воздуховодов меньшей высотой. Хотя работать с гибкими воздуховодами круглой формы гораздо легче, чем с жесткими прямоугольными каналами. Поэтому при выборе воздушных каналов руководствуются удобством монтажа и экономической целесообразностью.

Расчет сечения воздушной трассы приточно-вытяжной вентиляции производится по следующей формуле:

Sc=L*2,778/V;
Sc – требуемое сечение (в см²)
L – расход воздуха (в м³/ч);
V – скорость воздушного потока (в м/с);
2,788 – специальный коэффициент, позволяющий согласовать между собой различные единицы измерения.

Важно! В бытовых вентиляционных системах, как правило, задействуют гибкие каналы сечением от 160 до 250 мм.

Система рекуперации

Прямой нагрев воздуха за счёт только энергии нагревательных элементов – это не самый экономичный и практичный вариант устройства отопления вентсистемы. Система рекуперации за счёт замкнутого цикла работы значительно снижает теплопотери. Её работа основана на теплоизбытках, а точнее – энергии отработанных воздушных масс.

Общая схема устройства выглядит так: приточка и вытяжка проходят через один блок, и тепловыделения от исходящих воздушных потоков частично передаются входящим. За счёт использования теплопритоков снижается нагрузка на остальные системы отопления.

Монтаж системы отопления с рекуперацией стоит дороже, чем аналогичный, но без неё. Затраты быстро окупаются в регионах, где отопление подвергается значительной тепловой нагрузке ввиду продолжительной зимы.

Расчёт сопротивления сети воздуховодов

При расчёте общего сопротивления системы вентиляции необходимо учитывать показатели потери давления как на прямых участках, так и в местах наибольшего сопротивления.

При этом необходимо учитывать как форму, так и материал изготовления воздуховодов. Наиболее распространёнными являются изделия из:

оцинкованная жесть толщиной 0,4-0,6 мм;
нержавеющая сталь – встречается довольно редко, в основном на предприятиях химической, фармацевтической и пищевой промышленности;
металлопластиковые – состоят из слоя вспененного пенополиуретана или полиэтилена, расположенного между двумя слоями гофрированного алюминия. Отличается небольшим весом и высокими звуко- и теплоизоляционными характеристиками (коэффициент теплопроводности не превышает 0,019 Вт/(м°К)).
гибкие воздуховоды – имеют круглое сечение, состоят из нескольких слоёв алюминия, ламинированного полиэфирной пленкой, на каркасе из стальной проволоки. Имеют ограничения по длине использования, так как обладают высоким аэродинамическим сопротивлением.

Фасонные изделия из полимеров

Нужно ли ориентироваться на СНиП?

Во всех расчетах, которые мы проводили, использовались рекомендации СНиП и МГСН. Эта нормативная документация позволяет определить минимально допустимую производительность вентиляции, обеспечивающую комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами требования СНиП направлены в первую очередь на минимизацию стоимости системы вентиляции и затрат на ее эксплуатацию, что актуально при проектировании вентсистем для административных и общественных зданий.

В квартирах и коттеджах ситуация иная, ведь вы проектируете вентиляцию для себя, а не для усредненного жителя и вас никто не заставляет придерживаться рекомендаций СНиП. По этой причине производительность системы может быть как выше расчетного значения (для большего комфорта), так и ниже (для уменьшения энергопотребления и стоимости системы). К тому же субъективное ощущение комфорта у всех разное: кому-то достаточно 30–40 м³/ч на человека, а для кого-то будет мало и 60 м³/ч.

Однако если вы не знаете, какой воздухообмен вам нужен для комфортного самочувствия, лучше придерживаться рекомендаций СНиП. Поскольку современные приточные установки позволяют регулировать производительность с пульта управления, вы сможете найти компромисс между комфортом и экономией уже в процессе эксплуатации системы вентиляции.

В жилых и офисных зданиях, где постоянно находятся люди, должны быть созданы комфортные условия для их работы и жизнедеятельности. Эти условия регламентируются государственными санитарными нормами и другими документами. Параметры и необходимое количество воздуха для жилых и административных зданий прописаны в соответствующих строительных нормативных документах. Чтобы произвести расчет вентиляции в помещении, следует руководствоваться этими документами.

Исходные данные для расчета воздухообмена

Цель расчета – определить, сколько чистого воздуха требуется подавать в каждое помещение и какое количество отработанного удалять из него. После этого выбирают способ организации воздухообмена и для холодного времени года рассчитывают тепловую мощность, которую нужно затратить для подогрева притока с улицы. Для начала нужно определить кратность обмена для каждой комнаты жилого дома.

Значения величины кратности для кабинетов и комнат различного назначения прописаны в СНиП 31–01-2003, для удобства они приведены в Таблице 1
.

В СНиПе указаны расчетные значения расхода и кратности, но для топочных количество воздуха на горение необходимо уточнять по техническим характеристикам водогрейного котла.

Этап первый

Сюда входит аэродинамический расчёт механических систем кондиционирования или вентиляции, который включает ряд последовательных операций.Составляется схема в аксонометрии, которая включает вентиляцию: как приточную, так и вытяжную, и подготавливается к расчёту.

Размеры площади сечений воздуховодов определяются в зависимости от их типа: круглого или прямоугольного.

Формирование схемы

Схема составляется в аксонометрии с масштабом 1:100. На ней указываются пункты с расположенными вентиляционными устройствами и потреблением воздуха, проходящего через них.

Выстраивая магистраль, следует обратить внимание на то какая система проектируется: приточная или вытяжная

Приточная

Здесь линия расчёта выстраивается от самого удалённого распределителя воздуха с наибольшим потреблением. Она проходит через такие приточные элементы, как воздуховоды и вентиляционная установка вплоть до места где происходит забор воздуха. Если же система должна обслуживать несколько этажей, то распределитель воздуха располагают на последнем.

Вытяжная

Строится линия от самого удалённого вытяжного устройства, максимально расходующего воздушный поток, через магистраль до установки вытяжки и дальше до шахты, через которую осуществляется выброс воздуха.

Если планируется вентиляция для нескольких уровней и установка вытяжки располагается на кровле или чердаке, то линия расчёта должна начинаться с воздухораспределительного устройства самого нижнего этажа или подвала, который тоже входит в систему. Если установка вытяжки находится в подвальном помещении, то от воздухораспределительного устройства последнего этажа.

Вся линия расчёта разбивается на отрезки, каждый из них представляет собой участок воздуховода со следующими характеристиками:

воздуховод единого размера сечения;
из одного материала;
с постоянным потреблением воздуха.

Следующим шагом является нумерация отрезков. Начинается она с наиболее удалённого вытяжного устройства или распределителя воздуха, каждому присваивается отдельный номер. Основное направление – магистраль выделяется жирной линией.

Далее, на основе аксонометрической схемы для каждого отрезка определяется его протяжённость с учётом масштаба и потребления воздуха. Последний представляет собой сумму всех величин потребляемого воздушного потока, протекающего через ответвления, которые примыкают к магистрали. Значение показателя, который получается в результате последовательного суммирования, должно постепенно возрастать.

Определение размерных величин сечений воздуховодов

Производится исходя из таких показателей, как:

потребление воздуха на отрезке;
нормативные рекомендуемые значения скорости движения воздушного потока составляют: на магистралях — 6м/с, на шахтах где происходит забор воздуха – 5м/с.

Рассчитывается предварительное размерная величина воздуховода на отрезке, которая приводится к ближайшему стандартному. Если выбирается прямоугольный воздуховод, то значения подбираются на основе размеров сторон, отношение между которыми составляет не более чем 1 к 3.

Расчёт мощности

Процесс нагрева воздуха в виде графика

Методика вычисления заключается в подборе аппарата с такими параметрами, чтобы на выходе температура воздуха соответствовала нормативным значениям, а запас мощности позволял бесперебойно работать при пиковых нагрузках, но при этом не страдала кратность и скорость воздухообмена. Проектировщик начинает рассчитывать мощность только после получения всех исходных данных:

Объёма воздуха, проходящего через аппарат за единицу времени. Измеряется соответственно кг/ч или м3/ч.
Температуры приточки. Берётся минимальное значение для зимнего периода.
Требуемой по нормам или индивидуальным пожеланиям заказчика температуре воздуха на выходе.
Максимальной температуре, до которой может нагреться тепловой носитель.

Правила вычислений

Aф = Lp / 3600×(ϑρ), где

L – максимальное значение приточки для поддержки параметров вытяжки, м3/ч;Р – нормативная плотность воздуха, кг/м3;Θρ – скорость движения воздуха на каждом участке, определяемая из аэродинамического расчета.

Полученное значение подставляется в таблицу, где указаны возможные варианты сечения калориферов, значения округляется в большую сторону.

Таблица подбора по площади сечения

ϑρ = Lρ / 3600×Аф.факт

Q = 0.278×Gc× (tп – tн), где

Q – объём тепловой энергии, Вт;G – расчётный показатель расхода воздуха, кг/ч;с – удельная теплоёмкость, в данном случае берётся 1.005 кДж/кг °С;tп – температура приточки, °С;tн – температура воздуха на входе.

Расход воздуха G = Lρн. Это связанно с местом установки вентилятора. Он находится до калорифера, а, следовательно, используется нормативное значение плотности воздушных масс снаружи помещения.

Gw = Q / cw×(tг – t0), где

Теплоемкость жидкости можно узнать из справочной литературы. Параметры теплового носителя зависят от параметров среды.

w = Gw / 3600×ρw×Aф, где

Aф – размер сечения теплообменника, м²;ρw – плотность воды при средней температуре теплового носителя, 0С.

(tг t0) / 2

Рассчитать скорость движения теплоносителя можно по формуле, указанной выше. Она справедлива для простой системы последовательного подключения нагревательных элементов. В случае использования параллельной схемы, толщина трубопровода увеличится в два или более раз, а средняя скорость движения уменьшится.

Qзд=q×V× (tп-tн), где

q – тепловая характеристика объекта, Вт/(м3ּоС);V – объём объекта по внешней стороне ограждающих конструкций, м3;(tп-tн) – разность температуры основных помещений, оС.

К – коэффициент передачи тепла от калорифера холодному воздуху, Вт/(м°С);tср.т – средний показатель температуры теплового носителя, 0С;tср.в – средний показатель температуры приточки, 0С;число 1,2 – коэффициент запас. Вводится в связи с остыванием воздуховодов.

Иногда одного калорифера недостаточно или площадь сечения слишком большая. Тогда в расчёт берётся несколько однотипных устройств.

Qфакт = К× (tср.т – tср.в)×Nфакт×Ak

r – тепловая энергия, получаемая в процессе конденсации пара.

Исходные данные для вычислений

Когда известна схема вентиляционной системы, размеры всех воздухопроводов подобраны и определено дополнительное оборудование, схему изображают во фронтальной изометрической проекции, то есть аксонометрии. Если ее выполнить в соответствии с действующими стандартами, то на чертежах (или эскизах) будет видна вся информация, необходимая для расчета.

С помощью поэтажных планировок можно определить длины горизонтальных участков воздухопроводов. Если же на аксонометрической схеме проставлены отметки высот, на которых проходят каналы, то протяженность горизонтальных участков тоже станет известна. В противном случае потребуются разрезы здания с проложенными трассами воздухопроводов. И в крайнем случае, когда информации недостаточно, эти длины придется определять с помощью замеров по месту прокладки.
На схеме должно быть изображено с помощью условных обозначений все дополнительное оборудование, установленное в каналах. Это могут быть диафрагмы, заслонки с электроприводом, противопожарные клапаны, а также устройства для раздачи или вытяжки воздуха (решетки, панели, зонты, диффузоры). Каждая единица этого оборудования создает сопротивление на пути воздушного потока, которое необходимо учитывать при расчете.
В соответствии с нормативами на схеме возле условных изображений воздуховодов должны быть проставлены расходы воздуха и размеры каналов. Это определяющие параметры для вычислений.
Все фасонные и разветвляющие элементы тоже должны быть отражены на схеме.

Если такой схемы на бумаге или в электронном виде не существует, то придется ее начертить хотя бы в черновом варианте, при вычислениях без нее не обойтись.

Состав проекта

Проектирование систем вентиляции можно выполнить самостоятельно (если вы обладаете необходимыми навыками), либо поручить соответствующим специалистам. Желательно, если проект вентиляции составляется до начала строительства, как часть общих проектных работ по строительству дома в целом. В этом случае есть возможность выделить отдельное помещение под вентиляционную камеру, заранее рассчитать оптимальные места прокладки воздуховодов и их «вписывание» в интерьер за счет специальных заранее предусмотренных ниш в потолке и стенах. В противном случае маскировка воздуховодов подвесными потолками и фальшстенами приведет к значительному сокращению жилого пространства помещений.

Проект составляется еще до начала строительства

Для того чтобы эффективность системы приточно-вытяжной вентиляции была достаточной, но при этом средства не «вылетали в трубу» требуется серьезный и взвешенный подход к расчету мощности вентиляционной системы.

разработка общей схемы: общие данные и характеристики оборудования
выполнение расчёта теплопритоков и параметров воздухообмена
пояснительную записку и технико-экономическое обоснование
чертежи с нанесенными на них элементами
аксонометрические схемы вентиляции и кондиционирования воздуха
спецификации вентиляционного оборудования
результаты программы подбора оборудования и спецификацию

При подборе оборудования используются компьютерные программы подбора оборудования, предоставляемые компаниями – производителями, что позволяет подбирать оборудование с оптимальным соотношением цены и качества, а также обеспечивать гибкость и технологичность внедрения.