Как высчитать площадь воздушного канала разных типов сечений?
Расчёт квадратуры воздушных каналов различных сечений имеет собственные характерности, так как расход воздуха у них будет сильно разниться даже при похожих параметрах скорости перемещения масс воздуха и площади
Также, при расчёте сетей вентиляции большой протяжённости и/или разветвленности принимается во внимание влажность и температура окружающей среды (если она превосходит +20°С). А еще аэродинамическое сопротивление воздушных каналов и фасонных изделий, зависящее от формы и материала изготовления (разные коэффициенты трения)
Учёт таких параметров выражается в применении разных поправочных коэффициентов в расчётных формулах.
Расчёт квадратуры выполняется по двум показателям, взятым из норм (практически такие параметры описывают кратность обмена воздуха):
- расход воздуха – R (м?/час);
- скорость потока воздуха – V (м/с).
Формула площади воздушных каналов оперирует параметрами расхода воздуха, взятыми из норм:
S = R/k ? V, где
K – показатель, равный 3600.
Есть альтернативные формулы, оперирующие иными коэффициентами, например:
S = R ? 2,778/V.
Во время использования воздушных каналов большого сечения значительно уменьшается уровень шума потоков воздуха и расходы электрической энергии на их перемещение. Впрочем материалоёмкость подобных конструкций намного выше, что повышает их первоначальную стоимость.
Серьезное воздействие на результативность перемещение потоков воздуха оказывает форма сечения. В прямоугольных воздуховодах поток воздуха получает большее сопротивление. Впрочем четырехугольная форма более удобная для установки, особенно в случае дефицита места, и может находится очень близко к ключевым строительным конструкциям. Круглые воздушные каналы имеют лучшую аэродинамичность, однако не всегда подходят в интерьер. А изделия с большими художественными критериями имеют намного высокую цену
Если учитывать приведённые факты, в виде замены рекомендуется обратить собственное внимание на овальные воздушные каналы, сочетающее в себе эргономичность и результативность
Каналы вентиляции на предприятии
Как сосчитать площадь круглого воздушного канала?
Для расчёта диаметра круглого вентиляционного канала применяется нормативная площадь сечения:
Фактическую площадь получают из формулы:
Как высчитать площадь воздушного канала сечения с прямыми углами?
Для прямоугольных коробов применяются те же формулы, что и для круглых. Длину сторон вычисляют по формуле:
Dп – диагональ прямоугольника, вписанного в круг (практически эквивалентный диаметр круга);
Практическая площадь узнаётся из формулы:
Также для вычисления ключевых показателей проектировщики применяют таблицы.
Расчёт площади округлого воздушного канала
Диаметры округлого воздушного канала вычисляются по его площади. Применяются следующие формулы:
Р – периметр окружности овалоида,
Площадь округлого воздушного канала вычисляется по формуле:
a, b – большой и небольшой диаметр овала, исходя из этого.
Овальные воздуховоды в себе сочетают преимущества прямоугольных и круглых
Установка дефлектора
Собрав устройство, проводят его установку. Специалисты советуют провести снятие верхнего участка трубы и сделать монтаж на верстаке. Затем уже собранную конструкцию установить на крышу на дымоход. Крепят с помощью шпилек либо лапок. Крепить следует надежно, так как устройство подвержено сильным ветрам. При фиксации устройства на керамический дымоотвод или изготовленный из кирпича предусмотрено применение переходных патрубков. Для дымоотводов каминов предусмотрено использование ножек или стальных подпорок. Устройства применяются для печей, работающих на твердом печном топливе. Как проводится установка устройства? Сначала проводим установку входного патрубка путем сверления тела и трубы. Монтируем его на заклепках или болтах. Воронка диффузора крепится на кронштейны патрубка. Есть вариант замены кронштейнов хомутами. И наконец, проводим крепеж колпака дефлектора к усеченному конусу диффузора, используя болты или заклепки. Конечно, дефлектор, сделанный своими руками, не будет иметь эстетичный вид. Но пользу он принесет немалую. Во-первых, усилится тяга на 15-20%. Во-вторых, устройство защитит крышу от попадания на нее искры. Влага и мусор не проникнут в дымовое отверстие. В-третьих, дефлектор заменит 1,5-2 м трубы. Целесообразность установки подобных устройств на дымоотводных системах доказана давно. В настоящее время создано много видов подобных конструкций. Все они служат целям увеличения дымоходной тяги, предотвращения попадания в систему дымоотвода осадков и мусора, а также пожаробезопасности здания. Рынок изобилует различными видами дефлекторов. Какой вид устройства выбрать – должно быть вашим решением. Но какой бы ни была конструкция вашего дефлектора, преимущества его использования можно ощутить в ближайшую первую зиму.
https://youtube.com/watch?v=mffZU2TfA4U
Вычисление площади воздуховодов по формулам
Неточность в подсчетах этого показателя вентиляционного комплекса может стать губительной. Снижение требуемого значения неминуемо вызовет повышение давления в вентшахтах, следовательно, спровоцирует появление постороннего гула. Посчитать площадь вентиляционного канала прямоугольной формы можно по формуле:
- S — площадь сечения (м 2 );
- L — потребление воздуха (м 3 /ч);
- k — требуемый коэффициент, равен 2,778;
- V — скорость потока воздушных масс.
Кроме того, используя математические вычисления, можно найти реальную площадь сечения вентиляционного канала. Для этого используется формула:
S = A х B /100 — для квадратных или прямоугольных коробов;
S = π * D² / 400 — для коробов круглой формы, где:
- A — высота короба (мм) ;
- B — ширина короба (мм) ;
- D — диаметр круглого короба (мм).
Чтобы получить более точные значения, можно сравнить данные, полученные с помощью инженерных расчётов и онлайн-калькулятора. Площадь воздуховодов не должна существенно отличаться.
Размеры вентиляционных каналов рассчитываются индивидуально для каждого участка. Следует отметить, что скорость воздушного потока может быть ≈ 8 м/с, так как габариты соединительного фланца вентиляционной системы лимитированы габаритами ее остова. Чтобы снизить скорость потока воздуха и уровень шумового загрязнения, габариты вентиляционных установок выполняются на несколько размеров больше, чем у фланца. В таких условиях центральный воздуховод соединяется с вентустановкой через переходное устройство.
Для систем вентиляции бытового назначения чаще всего применяют воздуховоды круглой или прямоугольной формы диаметром 100−250 мм.
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
Единица измерения — м3/ч (кубические метры в час). Применяют две упрощенные формулы: L=K ×V(м3/ч); L=Z ×n (м3/ч), где
K – кратность воздухообмена. Отношение объёма приточки за одни час, к общему воздуху в помещении, крат в час; V – объём помещения, м3; Z – значение удельного обмена воздуха за единицу верчения, n – количество единиц измерения.
Расчет воздуховодов
Расчет воздуховодов вентиляции является одним из важнейших этапов проектирования системы подачи воздуха. Перед тем как приступить к непосредственному подбору площади сечения проводов, необходимо определить производительность вентиляции по воздуху.
Воздуховоды из пластика — это качественный и надёжный товар с длительным эксплуатационным сроком
Расчет производительности по воздуху системы вентиляции
Для начала необходим план объекта, на котором указаны площади и назначение всех комнат. Подача воздуха предусматривается только в те помещения, в которых люди находятся длительное время (гостиная, спальня, кабинет). Не подается воздух в коридоры, поскольку попадает туда из жилых комнат, а далее – в кухни и санузлы. Оттуда воздушный поток выводится через вытяжную вентиляцию. Такая схема предотвращает распространение неприятных запахов по дому или квартире.
Количество подаваемого воздуха для каждого типа жилого помещения рассчитывается с использованием МГСН 3.01.01. и СНиП 41-01-2003. Стандартным объемом на 1 человека в каждой комнате является 60 м?/ч. Для спальни эта цифра может быть уменьшена в 2 раза до 30 м?/ч
Также стоит отметить, что при расчете принимают во внимание только люди, длительно находящихся в помещении
Следующим этапом является расчет воздухообмена по кратности. Кратность показывает, сколько раз в час происходит полное обновление воздуха в помещении. Минимальным значением является единица. Это значение предотвращает застой атмосферы в комнатах.
Перед монтажом труб системы вентиляции производятся необходимые замеры и составляется технический проект
Исходя из вышесказанного, для определения расхода воздуха требуется вычислить два параметра воздухообмена: по кратности и по количеству людей, из которых выбирается большее значение.
Расчет по количеству людей:
L = N х Lnorm, где
L – мощность приточной вентиляции, м?/ч;
N – число людей;
Lnorm – нормированное значение расхода воздуха на человека (типовое – 60 м?/ч, в состоянии сна – 30 м?/ч).
Расчет по кратности воздухообмена:
L = b х S х H, где
L – мощность приточной вентиляции, м?/ч;
b – кратность воздуха (жилые помещения – от 1 до 2, офисы – от 2 до 3);
S – площадь помещения, м?;
H – вертикальные размеры помещения (высота), м?.
После расчета воздухообмена для каждого помещения полученные значения суммируются для каждого метода. Большее и будет требуемой производительностью вентиляции. Например, типичными значениями являются:
- комнаты и квартиры – 100-500 м?/ч;
- коттеджи – 500-2000 м?/ч;
- офисы – 1000-10000 м?/ч
Шланги для системы вентиляции имеют лёгкий вес и высокие параметры гибкости
Методика расчета сечения воздуховодов
Для расчета площади воздуховодов необходимо знать объем воздуха, который должен по ним протекать за промежуток времени (согласно предыдущему этапу расчета) и максимальную скорость потока. Расчетные значения сечения снижаются с увеличением скорости прохождения воздуха, однако при этом возрастает уровень шума. На практике, для коттеджей и квартир значение скорости выбирается в пределах 3-4 м/c.
Стоит отметить, что использовать низкоскоростные проводы с большими размерами не всегда представляется возможным ввиду сложности размещения в запотолочном пространстве. Уменьшить высоту конструкции можно используя прямоугольные воздуховоды, имеющие при аналогичной площади сечения меньшие габариты, по сравнению с круглой формой. Однако монтировать круглые гибкие каналы быстрее и легче.
Компьютерное моделирование внутренних инженерных сетей вентиляции
Расчет площади воздуховода производится по формуле:
Sc = L х 2,778 / V, где
Sc – расчетный размер сечения провода, см?;
L – расход воздуха, м?/ч;
V – скорость воздуха в проводе, м/с;
2,778 – константа для пересчета различных размерностей.
Расчет фактической поперечной площади воздуховода круглого сечения производится по формуле:
Расчет фактической площади пластиковых воздуховодов прямоугольного сечения производится по формуле:
S = A х B / 100, где
S – площадь воздуховода фактическая, см?;
A и B – поперечные размеры воздуховода прямоугольного сечения, мм.
От того, насколько верно будет рассчитана система вентиляции, зависит качество оттока загрязнённого воздуха
Расчеты начинают с магистрального канала и проводят для каждой ветки. Скорость воздуха в главном канале может быть увеличена до 6-8 м/c. Следует добавить, что в бытовых вентиляционных системах, как правило, применяют круглые каналы диаметром 100-250 мм или с аналогичной площадью сечения прямоугольные. Очень удобно использовать для выбора пластиковых воздуховодов для вентиляции каталоги Вентс.
Вычисление площади воздуховодов
Расчет воздуховодов.
На размер трубы вентиляции влияют такие характеристики, как массив воздуха, нагнетаемого внутрь помещений, скорость движения потока и уровень его давления на стенки и другие элементы магистрали.
Достаточно, не рассчитав всех последствий, уменьшить диаметр магистрали, как сразу же возрастет скорость воздушного потока, что приведет к увеличению давления по всей протяженности системы и в местах сопротивления. Кроме появления излишнего шума и неприятной вибрации трубы, электрические зафиксируют также рост расхода электроэнергии.
Однако далеко не всегда в погоне за устранением указанных недостатков можно и нужно увеличивать сечение вентиляционной магистрали. Прежде всего, этому могут воспрепятствовать ограниченные габариты помещений. Поэтому следует особенно тщательно подойти к процессу расчета площади трубы.
Для определения данного параметра необходимо применить следующую специальную формулу:
Sc = L х 2,778/V, где
Sc – площадь канала расчетная (см2);
L – расход воздуха, движущегося по трубе (м3/час);
V – скорость движения воздуха по вентиляционной магистрали (м/сек);
2,778 – коэффициент согласования разномерностей (например, метров и сантиметров).
Варианты переходов с прямоугольного на круглый воздуховод.
Результат вычислений – расчетная площадь трубы – выражается в квадратных сантиметрах, так как в данных единицах измерения он рассматривается специалистами как самый удобный для анализа.
Кроме расчетной площади сечения трубопровода важно установить фактическую площадь сечения трубы. При этом надо иметь в виду, что для каждого из основных профилей сечения – круглого и прямоугольного – принята своя отдельная схема вычисления
Итак, для фиксации фактической площади трубопровода круглого сечения применяется следующая специальная формула:
Итак, для фиксации фактической площади трубопровода круглого сечения применяется следующая специальная формула:
S = π х D2/400, где
S – сечение воздуховода фактическое (см2);
D – диаметр воздушной трубы (мм).
Для расчета фактической площади сечения прямоугольной конфигурации применяется такая формула:
S = A х B/100, где
S – площадь прямоугольного сечения фактическая (см2);
A – ширина воздушной магистрали (мм);
В – высота воздушной магистрали (мм).
Следует иметь в виду, что расчеты фактической площади сечения производятся по отдельности – для общего магистрального канала и в отношении каждого ответвления в направлении различных помещений.
Также для правильного и полного вычисления площади сечения воздуховода круглой конфигурации очень важно определить оптимальный диаметр рабочей магистрали. Это необходимо в том числе и для того, чтобы произвести наиболее качественный монтаж всей вентиляционной системы в помещениях в зависимости от их основных габаритов
Формула для определения диаметра выглядит таким образом (рис.1),
Формула для определения диаметра выглядит таким образом (рис.1),
где L – нагрузка воздуха на определенный участок в единицу времени (м3/час);
V – рекомендуемая скорость движения воздуха (м/сек).
Таким образом, учитывая все особенности монтажа воздуховодов и применяя соответствующие формулы, можно в итоге добиться создания безупречного микроклимата в любом помещении.
Алгоритм расчета скорости воздуха в воздуховоде
Рассмотрим формулу, по которой вычисляется кратность воздуха:
N — кратность (к-во раз/ч);
W — объем помещения (м³).
Пластиковая вентиляция своими руками, ПВХ, полиуретан, полипропилен, вентиляция для пластиковых окон.
Полезная информация! Оптимальный показатель скорости для большинства бытовых систем составляет 3-4 м/с.
Для проведения аэродинамического расчета воздуховода необходимо несколько значений, как то: показатель кратности, объем помещения и площадь сечения канала. Формула в этом случае будет иметь следующий вид:
V — скорость перемещения воздушных масс (м/с);
S — площадь сечения трубы (см² или м²).
Стоит сказать, что скорость транспортировки воздуха находится в зависимости от еще двух параметров: уровня шума и коэффициента вибрации. При расчете скорости в воздуховоде необходимо учесть эти показатели и проектировать систему в соответствии со СНиП.
Воздух, который перемещается по вентиляционным трубам, ощущает на себе сопротивление. Особенно это касается прямоугольных коммуникаций. Для сохранения нормальной скорости транспортировки воздушного потока вентилятор, установленный в системе, должен нагнетать большое давление. При его падении в линии коэффициент производительности вентилятора снижается. Таким образом, вычисление показателя сопротивления в воздухоносном канале необходимо для выбора вентиляционного устройства.
Самостоятельное определение сопротивления воздушно-транспортной коммуникации занимает слишком много времени. Оно требует применения специальных графиков и таблиц. К тому же человеческий фактор способен повлиять на точность конечных результатов. Калькуляторы воздуховодов и фасонных изделий не рекомендуются в этом случае, но их использование является более предпочтительным, чем ручной расчет.
Коэффициент сопротивления не зависит от количества помещений, обслуживаемых вентиляционной сетью. На него оказывают влияние конструктивные особенности коммуникации. Особенно важным параметром является протяженность системы.
Очередность проектирования вентиляционной системы
В первую очередь определяются расчетные показатели отдельных частей общего вентиляционного комплекса. Для ограничения участков используются тройники или технологические заслонки, потребление воздуха вдоль всех участков стабильное. Если участок имеет разветвления, то их величина потребления воздуха суммируется, а на участке устанавливают общее значение. На аксонометрическую схему наносят полученные показатели.
После этого выбирается магистральное направление вентиляционной или отопительной системы. Магистральный участок характеризуется самой высокой потребляемой величиной воздуха по сравнению со всеми выделенными участками на момент вычислений и является самым протяженным. В соответствии с нормативными документами нумерацию участков следует начинать с минимально загруженного и продолжать по нарастанию воздушных потоков.
По основной категории нормативных требований устанавливается стремительность воздушной струи для:
- центральных воздухопроводов в пределах 8 м/с;
- разветвлений в границах 5 м/с;
- решеток жалюзи в диапазоне 3 м/с.
Учитывая имеющиеся необходимые предпосылки, производится проектирование для вентиляционного комплекса. В ходе проведения вычисления можно пользоваться таблицами, где на базе математических предписаний установлены фактические затраты на абразивный износ, данные динамического давления и потребления воздуха.
Следует учитывать, что фактический расход воздуха для круглого и прямоугольного воздуховодов с одинаковым сечением отличается даже при полной эквивалентности скоростей передвижения воздушных потоков. При температуре воздуха, превышающей +20°С, необходимо использовать поправочные коэффициенты на трение и местные сопротивления.
Расчет вентиляционной системы складывается из вычислений основного магистрального трубопровода и всех отводов, подключенных к нему. Вместе с этим следует добиваться условий, которые бы способствовали постоянному возрастанию скорости движения воздуха по мере сближения со всасывающим или нагнетающим вентилятором. Если конструкция воздуховода не дает возможности подсчитать потери отводов, а их показатели выходят за пределы 10% общих потоков, то допускается использование диаграммы для сдерживания избыточного давления.
Расчет воздуховодов
Расчет воздуховодов или проектирование систем вентиляции
В создании оптимального микроклимата помещений наиболее важную роль играет вентиляция. Именно она в значительной степени обеспечивает уют и гарантирует здоровье находящихся в помещении людей. Созданная система вентиляции позволяет избавиться от множества проблем, возникающих в закрытом помещении: от загрязнения воздуха парами, вредными газами, пылью органического и неорганического происхождения, избыточным теплом. Однако предпосылки хорошей работы вентиляции и качественного воздухообмена закладываются задолго до сдачи объекта в эксплуатацию, а точнее, на стадии создания проекта вентиляции. Производительность систем вентиляции зависит от размеров воздуховодов, мощности вентиляторов, скорости движения воздуха и других параметров будущей магистрали. Для проектирования системы вентиляции необходимо осуществить большое количество инженерных расчетов, которые учтут не только площадь помещения, высоту его перекрытий, но и множество других нюансов.
Расчет площади сечения воздуховодов
После того, как вы определили производительность вентиляции, можно переходить к расчету размеров (площади сечения) воздуховодов.
Расчет площади воздуховодов определяется по данным о необходимом потоке, подаваемом в помещение и по максимально допустимой скорости потока воздуха в канале. Если допустимая скорость потока будет выше нормы, то это приведет к потере давления на местные сопротивления, а также по длине, что повлечет за собой увеличение затрат электроэнергии. Также правильный расчет площади сечения воздуховодов необходим для того, чтобы уровень аэродинамического шума и вибрация не превышали норму.
При расчете нужно учитывать, что если вы выберете большую площадь сечения воздуховода, то скорость воздушного потока снизится, что положительно повлияет и на снижение аэродинамического шума, а также на затраты по электроэнергии. Но нужно знать, что в этом случае стоимость самого воздуховода будет выше. Однако использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, так как их сложно разместить в запотолочном пространстве. Уменьшить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В то же время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.
Поэтому при выборе воздуховодов обычно подбирают вариант, наиболее подходящий и по удобству монтажа, и по экономической целесообразности.
Площадь сечения воздуховода определяется по формуле:
Sс — расчетная площадь сечения воздуховода, см²;
L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч;
V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;
2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).
Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.
Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:
S = π * D² / 400 — для круглых воздуховодов,
S = A * B / 100 — для прямоугольных воздуховодов, где
S — фактическая площадь сечения воздуховода, см²;
D — диаметр круглого воздуховода, мм;
A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.
Расчет сопротивления сети воздуховодов
После того как вы рассчитали площадь сечения воздуховодов, необходимо определить потери давления в вентиляционной сети (сопротивление водоотводной сети). При проектировании сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Когда воздух движется по воздуховодной магистрали, он испытывает сопротивление. Для того чтобы преодолеть это сопротивление, вентилятор должен создавать определенное давление, которое измеряется в Паскалях (Па). Для выбора приточной установки нам необходимо рассчитать это сопротивление сети.
Для расчета сопротивления участка сети используется формула:
Где R – удельные потери давления на трение на участках сети
L – длина участка воздуховода (8 м)
Еi – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода
V – скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)
Y – плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м3).
Значения R определяются по справочнику (R – по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Еi – в зависимости от типа местного сопротивления.
В качестве примера, результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице:
