Расчет расхода воздуха в зависимости от скорости в воздуховоде
Расчет скорости воздуха в воздуховоде v=f(L)
Расход воздуха в воздуховоде круглого сечения, L, м3/ч
| Ø, мм | Ø100 | Ø125 | Ø160 | Ø200 | Ø250 | Ø280 | Ø315 | Ø355 | Ø400 | Ø450 | Ø500 | Ø560 | Ø630 | Ø710 | Ø800 | Ø900 | Ø1000 | Ø1120 | Ø1250 | Ø1400 | Ø1600 | Ø1800 | Ø2000 |
| L, м3/ч |
Расход воздуха в воздуховоде прямоугольного сечения, L, м3/ч
Проектирование системы начинается с расчета требуемой производительности по воздуху, измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь.
Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении. Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами). Так, для большинства жилых помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.
Если это офисное помещение 100 кв.м. и в нем работает 50 человек (допустим операционный зал), то для обеспечения вентиляции необходима подача около 3000 м3/ч.
Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.
- Расчет воздухообмена по кратности:L = n * S * H, где
L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;
S — площадь помещения, м2;
H — высота помещения, м;
- Расчет воздухообмена по количеству людей:L = N * Lнорм, где
L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
N — количество людей;
Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:
- в состоянии покоя — 20 м3/ч;
- работа в офисе — 40 м3/ч;
- при физической нагрузке — 60 м3/ч.
Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора. Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования.
Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.
Типичные значения производительности систем вентиляции:
- Для квартир — от 100 до 600 м3/ч;
- Для коттеджей — от 1000 до 3000 м3/ч;
- Для офисов — от 1000 до 20000 м3/ч.
Не забываем про компромис: рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума.
Для проверки существующих систем вентиляции предлагаем воспользоваться приборами, производства ООО ”НТП ”ТКА” . Чтобы определить объем проходящего через сечение воздуховодов воздушного потока, предлагаем воспользоваться, например, прибором Анемометр + Термогигрометр + Люксметр “ТКА-ПКМ”(63) с поверкойв режим измерения скорости воздуха. Поместите головку измерительного зонда с датчиками по центру воздуховода так, чтобы красная метка была направлена навстречу воздушному потоку. Затем нажать на кнопку Режим (Hold). По истечении 99 секунд на экран прибора будет выведено среднее значение скорости воздуха Vcp (м/с).
Расход воздуха L (м3/ч) через сечения воздуховодов площадью Fсеч (м2) вычисляется по формуле:
L = 3600*Vcp*Fceч.
ООО ”НТП ”ТКА” занимается выпуском приборов для оценки характеристик микроклимата с 1999 года. Колоссальный опыт работы, постоянное обновление технической базы и использование передовых технологий позволили компании стать лидером в данной области. Если вам нужно приобрести термогигрометр, анемометр или термометр — сделайте выбор в нашем магазине и получите товар в оговоренный срок. Большой выбор, доступные цены, гарантии производителя и сервисная поддержка на всем протяжении срока службы измерителей скорости движения воздуха, температуры и влажности воздуха — это объективные причины купить эти приборы именно в НТП “ТКА”.
Методика измерения внесена в эксплуатационную документацию (в частности, Руководство по эксплуатации) на средство измерения в раздел Порядок работы. Подтверждение соответствия этой методики измерения обязательным метрологическим требованиям к измерениям осуществлено в процессе утверждения типа данного средства измерения. Таким образом, все выпускаемые нами приборы предназначены для выполнения прямых измерений в полном соответствии со ст.5 (Требования к измерениям) Федерального закона 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».
Enter the velocity of the air and the cross-sectional area the air is flowing through into the calculator to determine the airflow rate.
- Duct Velocity Calculator
- Pipe Flow Calculator
- Flow Rate Pressure Calculator
- Air Exchange Calculator (Air Change Per Hour & Minute)
- CFM Per Ton Calculator
- Return Air Duct Size Calculator
- SCCM Calculator
- Pneumatic Cylinder Airflow Calculator
Air-Flow Formula
The following formula is used to calculate the volumetric air-flow rate.
- Where AF is the volumetric air flow (m^3/s)
- V is the velocity of the air (m/s)
- A is the cross-sectional area the air is moving through (m^2)
The airflow is sometimes referred to as the CFM. CFM refers to the units of cubic feet per minute. For the formula above, this would mean the velocity of the air is in feet per minute, and the cross-sectional area is in feet squared.
Air-Flow Definition
Airflow is defined as the volume of air that is moving through a cross-sectional area per unit of time.
How to calculate airflow?
Example Problem #1:
First, determine the velocity of the air. In this example, the air is measured to be moving at a speed of 2 feet per minute.
Next, determine the cross-sectional area the air is moving through. In this case, the air is moving through a duct that has an opening area of 7 square feet.
Finally, calculate the air-flow speed using the formula above:
AF = V*A
= 2*7
= 14 cubic feet per minute. (CFM)
Example Problem #2:
In this next example, the air is measured to be moving at a rate of 3 feet per second (ft/s). The area it is moving through is measured to be 3 square feet (ft^2).
Using the formula above:
AF = V*A
= 3*3
= 9 cubic feet per second (ft^3/s)
To convert into CFM, multiply this result by 60.
= 9*60 = 540 (ft^3/min)
При работе с компрессионным оборудованием необходимо иметь представление как исчисляется расход сжатого воздуха, тем более что производительность компрессора и определяется как объем сжимаемого газа в единицу времени.
Конечно, существуют специальные контрольно-измерительные приборы, но в некоторых случаях необходимо быстро произвести расчет расхода воздуха отдельными устройствами.
Необходимо начать с того, что уточнить, в чем измеряется воздух. Объем воздуха измеряется в кубических метрах. Единицы измерения расхода воздуха исчисляются в кубических метрах (для винтовых компрессоров) или литрах (для поршневых компрессоров) потребляемого или производимого воздуха в единицу времени (м3/мин, м3/час, л/мин).
Согласно данным российского ГОСТ 12449-80 нормальными условиями считаются
- давление 101,325 кПа (760 мм. рт .ст),
- температура 293 К (20 С),
- влажность 1,205 кг/м3.
При определении расхода сжатого воздуха при нормальных условиях по ГОСТ 12449-80 перед единицей измерения сжатого воздуха ставят маркировку «н» (15нм3/мин или 165нм3/час и т.д.).
Также существуют две популярные методики расчета расхода воздуха потребляющим оборудованием.
Расчет расхода воздуха через падение давления – универсальный метод для всех видов компрессоров
Где:
- LB — искомое потребление сжатого воздуха [м³/мин]
- VR — объем резервуара с сжатым воздухом [м³] (1 м³ = 1000 л)
- pmax — давление на время начала измерений [бар]
- pmin — давление на время окончания измерений [бар]
- t — продолжительность измерений [мин]
На начало измерения необходимо знать объем резервуара и давление в нем (показания манометра). Включаем потребляющее оборудование, засекаем время работы. Отключаем оборудование, смотрим показания манометра резервуара. Подставляем данные в формулу.
Расчет расхода через время работы компрессора – метод для компрессоров с постоянной производительностью
- LB — искомое потребление сжатого воздуха [м³/мин]
- Q — производительность компрессора [м³/мин]
- ∑t — время работы компрессора под нагрузкой за период измерений [мин]
- T — период измерений = время работы под нагрузкой + на холостом ходу [мин]
На начало измерения нам необходимо знать производительность компрессора, снять показания счетчика общей наработки и счетчика работы под нагрузкой. Включаем потребляющее оборудование, засекаем время работы под нагрузкой при наборе давления до максимального значения, после которого компрессор работает на холостом ходу до начала следующего набора давления. Отключаем оборудование. Подставляем данные в формулу.
В этой статье поговорим о методиках и правилах расчета вентиляции в помещениях. Вентсистемы — сложные инженерные сети. Качественный воздухообмен — результат точных математических расчетов, где нет места ошибкам. Чем опасны нарушения при проектировании? Недостаточной или избыточной циркуляцией воздуха. В первом случае это вызывает застой и духоту в помещении. Во втором — сквозняки, потерю тепла и, как следствие, простуду. Для промышленных и коммерческих объектов последствия гораздо серьезнее: от штрафов надзорных органов до остановки производства.
- Как рассчитать коэффициент вентиляции
- Как рассчитать приточно-вытяжную вентиляцию
- Как рассчитать вытяжную вентиляцию на производстве
- Как рассчитать вентиляцию в доме
- Как рассчитать естественную вентиляцию в помещении
- Как рассчитать вентиляцию в квартире
- Как рассчитать объем воздуха для вентиляции
- Как рассчитать принудительную вентиляцию
- Как рассчитать воздуховоды для вентиляции
- Как рассчитать сечение вентиляции
- Как рассчитать диаметр вентиляции
- Расчет по санитарно-гигиеническим нормам
- Расчет системы вентиляции по кратностям
- Мощность калорифера
- Пример расчета вентиляции
- Вывод
Как рассчитать коэффициент вентиляции
В помещениях, где люди являются основным источником изменения состояния воздуха, минимальный коэффициент вентиляции можно рассчитать по следующей формуле: VN = n • Vj, где:
- VN — расход приточного воздуха в м³/ч;
- n — количество людей в комнате;
- Vj — минимальный приток на одного человека в час, м³/ч.
Минимальный объем приточного воздуха указан в СНиП 13330.2012, 41-01-2003, 2.08.01-89 и зависит от характеристик помещения:
- вентилируемая комната — 30 м³/ч;
- комната с кондиционером или вентиляцией с не открывающимися окнами — 60 м³/ч.
Организация воздухообмена в помещении сводится к правильному распределению приточно-вытяжных элементов по отношению к зоне пребывания людей и источникам загрязнения. Проектирование приточных каналов имеет решающее влияние на распределение и организацию воздухообмена, поскольку их диапазон намного больше, чем у вытяжных элементов.
Как рассчитать приточно-вытяжную вентиляцию
Для того, чтобы система вентиляции работала эффективно, необходимо обеспечить достаточное количество приточного воздуха, адаптированное к типу помещения и количеству людей в нем. Слишком малый приток не обеспечит адекватного воздухообмена, а слишком высокий приведет к завышению размеров установки и дополнительным расходам. Как рассчитать приточно-вытяжную вентиляцию для помещения? Ниже приведены основные способы. Методы расчета норм воздухообмена:
- По площади: S×3 м³/ч, где S — размер комнаты, для которой производится расчет вентсистемы, 3 м³/ч — постоянная величина, указанная в нормативных документах в качестве рекомендованной.
- По санитарным нормативам: 60 м³/ч×A + 20 м³/ч×B, где A — количество постоянно проживающих, B — количественно временно присутствующих.
- По кратностям: L=N×V, где N — коэффициент из таблицы СНиП, а V — объем комнаты.
Методика расчета вентиляции строго регламентирована. Исходные данные прописаны в СНиП, ГОСТ и СП. Ранее мы рассказывали о том, что такое приточно-вытяжная вентиляция.
Как рассчитать вытяжную вентиляцию на производстве
Хорошая промышленная вентустановка эффективно отводит загрязненный воздух из места выброса, максимально ограничивая его распространение в зале и одновременно обеспечивает подачу очищенного и обработанного воздуха для нужд сотрудников. Следует продумать и спланировать работу локальной вытяжки, общеобменной и приточной вентиляционных установок. Расчет необходимого воздушного потока удаляемого и подаваемого воздуха является началом работ над проектом вентиляции производственных цехов. Ключевым вопросом является правильное расположение воздухозаборников и выводов в помещении и выбор оборудования (вентиляторы, приточно-вытяжные установки, вентиляционные устройства, трубы, пылеуловители, фильтры).
Проектирование вентиляции должно отвечать требованиям, изложенным в соответствующих правилах и стандартах. Необходимо точное знание технологических процессов распределения источников загрязнения, их типа, количества и способа распространения. Каждый проект производственных цехов уникален и требует отдельного анализа. Сотрудники инженерной компании QWENT профессионально установят промышленную вентиляцию на производстве.
Как рассчитать вентиляцию в доме
Производительность вентиляционной сети в частном дома рассчитывается двумя способами.
- Первый — по объему комнаты и кратностям циркуляции.
- Второй — по количеству людей, постоянно находящихся в здании, и норме расхода воздуха на одного человека.
Для жилых помещений нормой является однократный воздухообмен. Чтобы рассчитать его по первому способу, необходимо объем комнаты умножить на кратность замены воздушных масс. Норма расхода воздуха для человека, который постоянно находится в помещении, составляет 60 м3/ч, а если человек в нём пребывает временно — 20 м³/ч. Эти данные понадобятся для второго способа. Количество людей в комнате необходимо умножить на норму расхода воздуха. Кратность воздухообмена — число, которое показывает, сколько раз за час происходит полная смена воздуха на свежий в помещении. Кратность регламентируется нормами, зависит от помещения. Ее определяют по таблицам.
Для частного дома можно брать усредненное значение между результатами, рассчитанными по этим двум способам.
Как рассчитать естественную вентиляцию в помещении
Естественная приточно-вытяжная вентиляция работает без механического побуждения. Сменяемость воздуха обеспечивается гравитацией — разницей температур входящего и отработанного воздуха. Для штатной работы необходимо рассчитать высоту вертикальной вытяжной шахты. Вычисления проводятся методом подбора, потому что вертикальные шахты в большинстве случаев обладают стандартным размером и высотой. Высоту шахты подставляют в расчет естественной вентиляции, осуществляемый по формуле: p=h(pH-pB), где p — гравитационное давление в канале, h — высота воздуховода, pH — плотность поступающих воздушных масс, pB — плотностью отработанного воздуха.
Гравитационная вентиляция предполагает проектирование мест подачи воздуха в помещения здания и мест удаления отработанного воздуха. В данном случае воздух попадает в помещение через оконные и подоконные проемы, негерметичные соединения и в результате периодического открывания окон и дверей. Недостатком естественной вентиляции является зависимость от температуры наружного воздуха. Эффективность обмена снижается с увеличением температуры наружного воздуха. Чем выше температура наружного воздуха, тем меньше перепад давления, вызывающий воздушный поток, поэтому при постоянном сопротивлении потоку воздухообмен ухудшается. Однако зимой холодный воздух бесконтрольно поступает в помещения, что требует дополнительной терморегуляции.
Как рассчитать вентиляцию в квартире
- Детская, спальня, гостиная — воздухообмен 1 раз в час.
- Кухня с электрической плитой — 60 м³/ч.
- Кухня с газовой плитой — воздухообмен 1 раз в час + 100 м³/ч при работающей плите.
- Санузел — 25 м³/ч.
- Библиотека, зона отдыха — 0,5 раза в час.
- Гардероб, прихожая, подсобка — 0,2 раза в час.
Расчет вентиляции в жилом помещении выполняется на основе СНиП 13330.2012, 41-01-2003, 2.08.01-89. Чаще всего применяют 2 методики: по объему расхода воздуха в час или часовой кратности. Нормы зависят от типа помещений, которые указаны выше.
Как рассчитать объем воздуха для вентиляции
- Подачу свежего воздуха в объеме 30 м³/ч на 1 человека.
- Приток воздушных масс в количестве 3 м³/ч на 1 м² площади.
Параметры воздухообмена основаны на пребывании людей в помещении. Если человек находится в комнате свыше 2 часов и занимает меньше 20 м² от общей площади, необходимо обеспечить показатели, которые указаны выше. Если помещение не проветривается (нет окон или форточек), важно обеспечить 60 м³/ч свежего воздуха на 1 человека.
Как рассчитать принудительную вентиляцию
Принудительная вентиляция работает по механическому принципу. За движение и циркуляцию воздуха отвечают электрические вентиляторы. Различают 3 вида механической вентиляции. Приточная подает воздух в помещение, вытяжная — выводит. Приточно-вытяжная работает на подачу и отток одновременно. Может оснащаться рекуператором — теплообменником, поглощающим тепло отработанного воздуха и согревающим приточный. При составлении расчетов и проектировании учитывается:
- объем притока и оттока;
- габариты шахт;
- параметры воздуховодов;
- мощность электровентиляторов;
- теплопотери в период отопления;
- характеристики теплообменника;
- ресурс систем фильтрации;
- параметры канальных нагревателей и охладителей;
- потребляемая электроэнергию;
- толщина шумоизоляции.
Самостоятельно произвести расчеты механической вентиляции сложно. Лучше доверить это инженеру.
Как рассчитать воздуховоды для вентиляции
Для расчета площади сечения воздуховодов нужно знать объем воздуха, поступающего в помещение в единицу времени, и скорость движения воздушных масс в вентканале. После расчета объема, рассчитываются параметры вытяжных каналов. Чтобы узнать площадь сечения, применяют формулу: F = L/3600 х Vс, где L – удельный расход вытяжной вентиляции, м³/ч; Vс – скорость движения воздуха в магистрали, м/с. Ранее мы подробно рассказывали о воздуховодах для вентиляции.
Как рассчитать сечение вентиляции
Венсистемы бывают канальными и бесканальными. В первом случае при расчетах вентиляции для жилых и промышленных помещений определяют сечение решеток воздуховода. Принято правило, что длина и ширина вентиляционного канала должны соотноситься как 3:1, при этом скорость по главному воздуховоду составляет 5 м/с, а на ответвлениях – 3 м/с.
Как рассчитать диаметр вентиляции
Для определения этого показателя используют диаграммы, указанные в технических документах. В них приведена шкала объема вентиляции и скорость потока в м/с. Чтобы узнать диаметр воздуховода, в таблице нужно найти пересечение нужного объема приточного воздуха и значение 5 м/с по шкале скорости.
Как рассчитать стоимость вентиляции
Общая стоимость вентсистемы складывается из нескольких элементов. Наиболее важными из них являются:
- стоимость проекта;
- затраты на оборудование и монтаж;
- эксплуатационные расходы (потребление энергии панелью управления, замена фильтра, обслуживание).
Цена оборудования зависит от качества исполнения, мощности, технических параметров, дополнительных функций (например, охлаждение или увлажнение воздуха в доме), удобного управления (степень автоматизации). Сложность монтажа также увеличивает стоимость. На нашем сайте присутствует максимально подробный прайс лист на проектирование системы вентиляции с ценами за м².
Расчет по санитарно-гигиеническим нормам
Воздухообмен в помещении регулируется СНиП, согласно которому система вентиляции должна обеспечивать:
- Подачу наружного воздуха в жилые комнаты, такие как гостиная, спальни, офисы, детские комнаты и кухня с внешним окном.
- Удаление отработанного воздуха из кухни, ванной, туалета, коридора, помещений без окон. К ним относятся: гардеробная, кладовая, подсобка.
Расчет количества вентилируемого воздуха основан на проведенном балансе тепла, влаги и выбросов загрязняющих веществ, то есть факторов, вызывающих изменение параметров воздуха в помещении. Расчет количества приточного воздуха можно производить на основании:
- тепловая нагрузка помещения (приток тепла);
- прирост пара;
- количество газообразных загрязняющих веществ, выбрасываемых в помещение;
- число людей.
Выбор способа подачи воздуха в помещение требует тщательного анализа с точки зрения обеспечения соответствующего комфорта для находящихся в нем пользователей. Определение охлаждающей способности воздушного потока и сравнение ее с допустимыми значениями является необходимым условием для правильного распределения воздуха. Способ подачи воздуха в помещение определяет допустимую температуру притока, от которой зависит величина воздушного потока, размеры воздуховодов и других вентиляционных устройств.
Расчет системы вентиляции по кратностям
Нормы по кратности предлагают учитывать тип помещения. Кратность показывает, сколько раз должен смениться весь воздух в помещении за час. При определении кратности воздухообмена для каждого конкретного помещения проектировщики учитывают нормативные показатели, зафиксированные в санитарно-гигиенических нормах, ГОСТах и строительные правила, например СНиП 2.08.01-89.
Рассчитать количество воздуха можно по формуле: L=N*V, где N — кратность воздухообмена за час, взятая из таблицы; V — объём помещения, куб. м.
Мощность калорифера
Калорифер или канальный нагреватель – универсальный прибор для подогрева приточного воздуха, устанавливается в вентканалах. Мощность нагревателя (Q) рассчитывается по формуле: Q = V • ρ • c p • ΔT [кВт], где V = объемный расход воздуха [м³/с], ρ — плотность воздуха [1,2 кг/м³], c p — удельная теплоемкость воздуха [1,005 кДж/(кг • К); ΔT — разница температур воздуха до и после нагревателя [° C]. Производители калориферов также предоставляют номограммы, по которым оборудование можно выбрать гораздо быстрее. Достаточно знать объем помещения, разницу между температурой приточного воздуха и температуру нагрева. Ранее мы рассказывали о том, что такое калорифер в вентиляции.
Пример расчета вентиляции
- рецепция: 2*60 = 120 м³/ч;
- рабочий кабинет №1: 4*60+2*20 = 280 м³/ч;
- №2: 6*60+2*20 = 400 м³/ч;
- №3: 8*60+2*20 = 520 м³/ч.
Выше приведен пример расчёта объем притока. Для наглядности произведем расчет параметров вентсети классического офиса средних размеров. Вводные данные: рецепция (два рабочих места), 3 кабинета (4, 6 и 8 рабочих мест + два места для посетителей в каждом). Каждое рабочее место сотрудника требует 60 м³ свежего воздуха в час. Дополнительное — 20 м³/ч. Общий расход приточного воздуха составит 120+280+400+520 = 1320 м³/ч.
Вывод
Правильный расчет вентиляции помещения и коэффициента — основа ее штатного функционирования и залог благоприятного микроклимата в помещении. Знание основных параметров, на которых базируются такие вычисления, позволит не только правильно спроектировать систему вентилирования на этапе строительства, но и реконструировать сеть, если обстоятельства изменятся. Ошибки проектирования стоят слишком дорого. Доверяйте расчеты проверенным и надежным подрядчикам!